[发明专利]一种能实时监测泡菜发酵过程的智能指示膜

说明书

本发明公开了一种能实时监测泡菜发酵过程的智能指示膜，该膜是将花青素含量不低于20g/100g的罗布斯塔咖啡皮提取物添加到壳聚糖‑甘油基质中，制得成膜液，成膜液成膜干燥后裁剪制得；使用时，将智能指示膜置于泡菜坛内，贴于泡菜坛盖中能够与泡菜坛内的气体充分接触；蔬菜在发酵过程中厌氧乳酸菌的繁殖和发酵产生的乳酸和乙酸等含量的变化，从而导致本发明的指示膜颜色发生相应的变化；本发明的智能指示膜采用天然花青素提取物，颜色变化丰富，安全性高，制作工艺简单，有助于对泡菜发酵过程进行实时监控。

技术领域

本发明涉及一种能实时监测泡菜发酵过程智能指示膜，属于食品检测技术领域。

背景技术

泡菜通常是浸泡在2~4%（w/v）的盐溶液中，通过微生物对新鲜蔬菜发酵得到的一种有利于长时间贮藏的发酵食品。我国制作泡菜已有1500多年历史。食用泡菜的传统遍布我国乃至全世界。泡菜富含维生素、矿物质、有机酸和益生菌，具有酸味纯正、质地脆嫩、清爽可口和滋味鲜美等特点。近年来，随着科技的进步和消费者观念的转变，食品的安全和质量控制引起了全球的广泛关注。泡菜主要是靠乳酸菌的发酵生成大量乳酸而产生独特的风味。随着发酵进程的进行，泡菜的酸度也发生变化。

为了实时监测泡菜发酵过程的变化，可以采用食品智能指示膜的方法来实现。智能颜色指示膜是利用食品在加工保藏过程中释放的一些特征气体，与指示膜中的花青素产生特征颜色反应而引起指示膜的颜色发生改变，对食品包装的内部环境进行实时监视，获取食品在发酵贮藏过程中品质信息的技术。

智能指示膜的制备过程中颜色指示剂的选择至关重要。目前使用的大多数为人工合成指示剂，如溴百里酚蓝、溴甲酚紫溶液、聚苯胺等。但是，人工合成指示剂具有一定的毒性，还会产生化学污染，在食品行业使用的话会对食物产生污染，对食品安全是严重的挑战。而从天然植物中提取的花青素作为颜色指示剂是更加环保，健康和可持续的替代品。不仅安全无毒，有良好的溶解性，并且颜色变化丰富，能够满足膜中指示剂的要求。

罗布斯塔咖啡（ Robusta Coffee）一种来自非洲的咖啡品种，也被称为“红山羊”或“刚果咖啡”。它通常生长在海拔800米以上的高地上，适应性强，耐病虫害。云南是我国罗布斯塔咖啡的主要产区之一。在这里，罗布斯塔咖啡豆生长在海拔1000米以上的高山上，气候凉爽、湿润，土壤肥沃，适宜种植。此外，云南种植的罗布斯塔咖啡豆品质优良，颜色呈深褐色。而咖啡豆皮一般被去除不用，其天然花青素含量较高。

除了颜色指示剂外，成膜基质的选择也非常重要。目前已经发现许多可生物降解聚合物用作膜基质，如羟甲基纤维素钠、淀粉、聚乳酸、果胶等，具备低毒性、相容性好和可塑性好等特点。然而，这些材料制成的指示膜机械性能不够完全，含水量高，且膨胀率较大，在高湿环境中，容易影响指示膜色泽变化的灵敏度。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种能实时监测泡菜发酵过程的智能指示膜。首先，采用超声技术辅助乙醇溶液提取罗布斯塔咖啡皮中的花青素，得到富含花青素的罗布斯塔咖啡皮提取物冻干粉末。然后，将冻干粉与聚合物基质（壳聚糖/甘油）混合，通过铺膜、干燥、揭膜、裁剪制得指示膜，指示膜置于泡菜坛的泡菜坛盖中，能够与泡菜坛内的气体充分接触。随着泡菜的不断发酵，泡菜坛内乳酸菌、乙酸含量及pH值发生变化，指示膜色泽也随之变化，且颜色变化丰富，可以实现对泡菜的发酵过程进行实时监测。

本发明智能指示膜制备如下：

（1）将罗布斯塔咖啡豆清洗干净，去核并在烘箱中干燥48小时以去除水分后，将果皮打成粉末备用，按每100g罗布斯塔咖啡皮粉末添加体积浓度70~80%的乙醇溶液1500~2000mL的比例，将罗布斯塔咖啡皮粉末加入到乙醇溶液中，混合物经超声处理25~35分钟后，在黑暗、45~55℃下旋转蒸发除去乙醇，剩余液体冷冻干燥制得花青素含量不低于20g/100g的罗布斯塔咖啡皮提取物；