[发明专利]一种食品包装用二氧化碳指示标签材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种用于食品包装的二氧化碳指示标签材料的制备方法，该方法通过UCST或LCST聚合物单体、二氧化碳响应性单体和任选加入的引发剂进行RAFT(可逆加成‑断裂链转移)、ATRP或NMRP等活性聚合方法一步制备兼具二氧化碳响应性的UCST或LCST聚合物。所述方法制备的二氧化碳指示标签材料对食品中因腐败产生的二氧化碳具有高度敏感性，可对0‑3.0mmol/L浓度的二氧化碳作出响应，标签材料的透明度随着二氧化碳的排放量发生变化，可实现通过人眼识别食品的新鲜度，简单、便捷。

技术领域

本发明涉及食品包装领域，具体涉及一种食品包装用二氧化碳指示标签材料的制备方法，以及这种标签材料用于食品包装和监测食品质量的用途。

背景技术

食品的新鲜度是影响食品品质、安全、价格等最重要的因素之一，它决定着食品的食用安全系数、消费者的购买意愿、生产商以及销售商的利润。近年来，随着消费者对食品质量与新鲜度信息需求的增强，也促使着食品质量安全监测技术的快速发展，特别是如何快速识别食品的新鲜度已逐渐成为食品领域中的研究热点。

传统的食品品质测定方法，主要通过物化分析法，例如湿化消化法、干灰化法、气相色谱法、液相色谱法、气相-液相联合色谱法等，但其检测工序相对繁琐，耗时较长，样本量少，且测定时需破坏相应样品的外观及结构。近年来逐渐兴起的气体检测技术、计算机视觉技术、近红外光谱技术、核磁共振检测技术、生物传感技术等，均属于无损检测法，可依据食品的力学、光学、电学、生物特性等，在不破坏食品本身结构的前提下检测该食品的品质。虽然上述食品品质检测技术能快速检测出食品理化指标等新鲜度表征数据，但此类数据信息并不能跟随食品质量的变化，实时呈现食品新鲜度现状。2005年，Joseph等(Journal ofFood Science，2005，70(1):1-10)首次提出了智能化标签的定义及其相关概念，通过食品包装中指示标签颜色随所经历环境的变化，达到食品品质与新鲜度可视化的监控，并为管理人员提供科学化的管理手段。近年来，国内外许多公司与研究团队一直致力于此项工作，食品智能标签已在部分产品中得到商业化应用。智能标签是一种能够准确表征食品新鲜度，并将食品新鲜度信息直观反馈于消费者的一种可视化材料，其可根据食品所经历的温度、时间等环境参数的变化来直观表征包装内部食品的质量变化，被公认为是可进一步实现食品供应链精细化管理，减少易腐食品的损耗，提高食品安全性的有效手段。

气体指示智能标签是通过直接采集食品因致腐微生物代谢所产生的特殊性气体来监测食品的新鲜度。食物的呼吸作用会不断改变包装内的气体组分，而这些气体成分变化往往用作包装内部食品质量变化的表征参数。按照检测特征气体的不同，分为二氧化碳、氧气、挥发性含硫化合物、挥发性含氮化合物以及乙烯综合型气体等五类气体敏感型智能标签。在乳制品及发酵类产品中，二氧化碳是微生物生长过程中的主要代谢产物，因此，二氧化碳含量的上升标志着食品新鲜度的下降。Jung等(LWT-Food Science andTechnology，2013，54(1):101-106)在泡菜发酵过程中，证明了乳酸菌生长代谢产生的二氧化碳与pH值变化具有强相关性，随着包装内的二氧化碳含量不断增高，包装的pH值迅速降低。基于此原理，可利用二氧化碳在壳聚糖溶解速率不同所产生的色差变化制成用来表征泡菜新鲜度的指示材料。

UCST(最高临界共溶温度)和LCST(最低临界共溶温度)聚合物是指聚合物在温度降低(升高)至某一特定温度时，会由原来的溶胀(溶解)状态变为收缩(不溶)的这一温度。而在UCST或LCST聚合物中引入二氧化碳敏感单元，可以通过参与反应的二氧化碳量的多少相应改变聚合物的UCST或LCST，直观上可通过人眼观察到材料由透明变为不透明或相反，因而将此类材料应用于食品包装，可有效实时监测乳制品及发酵类产品等的质量状况。而迄今为止，尚没有利用此类材料用于食品包装的报道。智能标签作为一种新型的食品包装技术，已在欧美等发达地区的食品销售中实现了商业化应用。而我国现阶段针对食品智能化标签的应用还处在研究阶段，市场中基本无附带智能标签包装的食品流通。但随着我国食品制造商、零售商以及消费者对食品安全与质量等关注度的日益提升，以及现代包装技术的日益完善，食品智能化标签的研发、生产及应用必将拥有巨大的市场潜力。