【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于食品智能指示型包裝領域，具體涉及一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法及其應用。
技術介紹
1、畜禽肉和魚類等富含蛋白質的食物易發生腐敗變質，新鮮度隨腐敗程度的增加而下降。從食品安全和保質期的角度來看，新鮮度檢測具有重要意義。傳統的新鮮度檢測方法大多不能實時顯示魚肉的新鮮度，難以滿足零售商或消費者裸眼辨別的需求。近年來，食品快速無損檢測技術以其無損，低成本，操作簡單，精度高受到人們的廣泛關注。肉類在貯藏過程中，所含蛋白質由于蛋白水解酶的分解而引起生化變化，分解生成揮發性生物胺等氣體，這些氣體成為新鮮度評判的標志物之一。熒光傳感器由于其高靈敏度、高選擇性、實時檢測和操作簡易等優勢，近年來，開發對上述揮發性氣體敏感的熒光傳感器是研究的熱點之一。其中比率型熒光傳感器具有自校正功能，不僅可以增強傳感器免受外界環境因素干擾的能力，而且通常具有多種顏色變化，有利于肉眼觀測。
2、為了增強熒光傳感器對肉類和魚類腐敗氣體的靈敏度，許多研究將熒光探針負載在多孔的薄膜中。靜電紡絲技術能夠在溫和條件下制備高比表面積多孔納米纖維膜，其多孔的微觀結構以及納米級紡絲的高比表面積十分有利于氣體傳感。目前有研究報道了利用靜電紡絲技術制備熒光薄膜用于肉類和魚類新鮮度的指示。靜電紡絲的成膜高分子聚合物是影響傳感器性能的重要因素。為了避免靜電紡絲薄膜在高濕度下應用時熒光探針從薄膜中溶出，通常采用疏水性的高分子聚合物制備靜電紡絲薄膜。但是，疏水性高分子聚合物的固有特性在于成膜后聚合物鏈段的堆砌密度大，結晶區多，導致高分子疏水聚合
3、透明靜電紡絲纖維膜的制備方法主要有兩大類，一種方法是將聚合物填充到纖維膜中，從而產生透明的納米復合材料，但是這種透明纖維膜制造方法會導致纖維結構的破壞。另一種方法是減小靜電紡絲纖維膜的厚度，纖維膜越薄，透光率越高。然而，該納米膜的機械性能差、制備工藝條件苛刻。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術旨在解決所述問題之一；提供一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法及其應用。首先，通過一步水熱法合成紅色熒光的碳量子點，然后與黃綠色熒光的熒光素構建雙發射熒光探針，通過靜電紡絲技術將熒光探針半包埋在疏水纖維中成膜，在通過對薄膜施加機械壓力，制備成具有多孔且透明的便攜式指示標簽。該指示標簽對揮發性生物胺產生響應，進而能夠對肉品新鮮度進行監測。
2、為了實現以上目的，具體操作步驟如下：
3、步驟1：紅色熒光碳量子點的合成；
4、步驟1.1：將一水合檸檬酸溶于超純水中，超聲溶解后得到一水合檸檬酸溶液；然后在攪拌條件下，往一水合檸檬酸溶液中加入中性紅粉末，得到紫紅色混合溶液；將混合溶液轉移到高壓反應釜中以一定溫度反應一段時間，反應后冷卻至室溫，得到反應液；
5、步驟1.2：將步驟1.1中得到的反應液離心后采用微孔濾膜過濾，得到濾液；所得濾液經透析后得到碳點溶液；最后經真空冷凍干燥得到的產物即為紅色熒光碳量子點；
6、步驟2：雙發射熒光探針的構建；
7、步驟2.1：取異硫氰酸熒光素溶解于無水乙醇中，超聲溶解后得到異硫氰酸熒光素乙醇溶液；然后將步驟1中得到的紅色熒光碳量子點溶于水中，超聲溶解后獲得碳點溶液；
8、步驟2.2：將步驟2.1中的異硫氰酸乙醇溶液與碳點溶液混合，所得混合溶液即為雙發射熒光探針溶液；
9、步驟3：靜電紡絲溶液的配制
10、步驟3.1：將疏水高分子聚合物溶于一種或多種有機溶劑中，得到疏水高分子聚合物溶液，將聚合物溶液加熱至一定溫度攪拌溶解，然后經超聲消泡得到透明紡絲溶液；其中有機溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、乙醇、四氫呋喃、二氯甲烷，丙酮，二甲亞砜等一種或兩種混合；疏水高分子聚合物為聚偏二氟乙烯、聚己內酯、聚氨酯、聚丙烯腈中的任意一種；
11、步驟3.2：將步驟2中制得的雙發射熒光探針溶液加入到步驟3.1制得的透明紡絲溶液中，攪拌混合均勻，然后經超聲消泡處理后得到含有熒光探針的靜電紡絲溶液；
12、步驟4：透明靜電紡絲膜的制備；
13、以含有熒光探針的靜電紡絲溶液進行靜電紡絲，得到靜電紡絲膜，將靜電紡絲膜放入壓力機，以一定壓強維持一定時間，得到透明靜電紡絲膜，即為多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜。
14、優選的，步驟1.1中一水合檸檬酸溶液的濃度為0.5-1.5mol/l；紫紅色混合溶液中中性紅的濃度為0.5-1.5mmol/l；反應的溫度140-220℃，反應時間2-6h。
15、優選的，步驟1.2中所述離心的轉速8000-11000rpm，時間為10-30min；所述微孔濾膜的孔徑為0.22μm；所述透析步驟為：采用截留分子量為500的透析袋透析12h。
16、優選的，步驟2.1中異硫氰酸熒光素乙醇溶液濃度為0.05-0.15mg/ml；紅色熒光碳點溶液的濃度為0.05-0.09g/ml。
17、優選的，步驟2.2中異硫氰酸乙醇溶液中的異硫氰酸熒光素與碳點溶液中的紅色熒光碳點的質量比為1：(200-400)。
18、優選的，步驟3.1中疏水高分子聚合物溶液的質量濃度為15％-20％；當有機溶劑選擇為丙酮和n,n-二甲基甲酰胺兩種溶液混合時，其體積比為1:4；當有機溶劑選擇為乙酸和乙醇兩種溶液混合時，其體積比為4:1；當有機溶劑選擇為二氯甲烷和二甲亞砜兩種溶液混合時，其體積比為7:3；當有機溶劑選擇為四氫呋喃和n,n-二甲基甲酰胺兩種溶液混合時，其體積比為2:3；加熱至一定溫度為25-45℃，攪拌時間為2-5h。
19、優選的，步驟3.2中雙發射熒光探針溶液與靜電紡絲溶液體積比為1：(10～30)；攪拌的時間為0.5-1.5h；超聲處理的時間為20-50min。
20、優選的，步驟4中靜電紡絲的工藝參數為：電壓15-20kv，溫度30-40℃，相對濕度35-75％，紡絲距離15-25cm，紡絲液流速為0.0005-0.0015mm/s，滾筒轉速為20-50rpm，紡絲時間6-12h；壓強為0-35mpa，時間為10-30min。
21、多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜用于肉品新鮮度檢測的用途，具體步驟如下：
22、將新鮮肉類放置在保鮮盒內，將熒光比率型肉品新鮮度指示膜根據需求裁剪后與肉品共同密封后存放于0-4℃環境內；隨著肉類貯藏時間的增加，包裝環境內揮發性胺類氣體增加(肉類食品中含有大量的蛋白質，在儲藏期間受到外界微生物的污染后，其蛋白質會發生分解，產生氨、二甲胺、三甲胺等多種揮發性胺類物質)，指示膜的熒光顏色從紅色向橙色再向黃本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法，其特征在于，步驟1.1中一水合檸檬酸溶液的濃度為0.5-1.5mol/L；紫紅色混合溶液中中性紅的濃度為0.5-1.5mmol/L；反應的溫度140-220℃，反應時間2-6h。
3.根據權利要求1所述的一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法，其特征在于，步驟1.2中所述離心的轉速8000-11000rpm，時間為10-30min；所述微孔濾膜的孔徑為0.22μm；所述透析步驟為：采用截留分子量為500的透析袋透析12h。
4.根據權利要求1所述的一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法，其特征在于，步驟2.1中異硫氰酸熒光素乙醇溶液濃度為0.05-0.15mg/mL；紅色熒光碳點溶液的濃度為0.05-0.09g/mL。
5.根據權利要求1所述的一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法，其特征在于，步驟2.2中異硫氰酸乙醇溶液中的異硫
6.根據權利要求1所述的一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法，其特征在于，步驟3.1中疏水高分子聚合物溶液的質量濃度為15％-20％；當有機溶劑選擇為丙酮和N,N-二甲基甲酰胺兩種溶液混合時，其體積比為1:4；當有機溶劑選擇為乙酸和乙醇兩種溶液混合時，其體積比為4:1；當有機溶劑選擇為二氯甲烷和二甲亞砜兩種溶液混合時，其體積比為7:3；當有機溶劑選擇為四氫呋喃和N,N-二甲基甲酰胺兩種溶液混合時，其體積比為2:3；加熱至一定溫度為25-45℃，攪拌時間為2-5h。
7.根據權利要求1所述的一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法，其特征在于，步驟3.2中雙發射熒光探針溶液與靜電紡絲溶液體積比為1：(10～30)；攪拌的時間為0.5-1.5h；超聲處理的時間為20-50min。
8.根據權利要求1所述的一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法，其特征在于，步驟4中靜電紡絲的工藝參數為：電壓15-20kV，溫度30-40℃，相對濕度35-75％，紡絲距離15-25cm，紡絲液流速為0.0005-0.0015mm/s，滾筒轉速為20-50rpm，紡絲時間6-12h；壓強為0-35MPa，時間為10-30min。
9.根據權利要求1-8任一項所述的方法制備的多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜用于肉品新鮮度檢測的用途。
10.根據權利要求9所述的用途，其特征在于，具體操作為：將新鮮肉類放置在保鮮盒內，將熒光比率型肉品新鮮度指示膜根據需求裁剪后與肉品共同密封后存放于0-4℃環境內；隨著肉類貯藏時間的增加，包裝環境內揮發性胺類氣體增加，指示膜的熒光顏色從紅色向橙色再向黃色轉變；同時每隔一定時間測定肉品的揮發性鹽基氮含量，對應記錄紫外光箱下指示膜的熒光顏色變化，獲取的色差值與肉品的揮發性鹽基氮值建立相關關系，從而根據熒光顏色的變化判斷肉類的新鮮度，實現可視化檢測。
...【技術特征摘要】
1.一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法，其特征在于，步驟1.1中一水合檸檬酸溶液的濃度為0.5-1.5mol/l；紫紅色混合溶液中中性紅的濃度為0.5-1.5mmol/l；反應的溫度140-220℃，反應時間2-6h。
3.根據權利要求1所述的一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法，其特征在于，步驟1.2中所述離心的轉速8000-11000rpm，時間為10-30min；所述微孔濾膜的孔徑為0.22μm；所述透析步驟為：采用截留分子量為500的透析袋透析12h。
4.根據權利要求1所述的一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法，其特征在于，步驟2.1中異硫氰酸熒光素乙醇溶液濃度為0.05-0.15mg/ml；紅色熒光碳點溶液的濃度為0.05-0.09g/ml。
5.根據權利要求1所述的一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法，其特征在于，步驟2.2中異硫氰酸乙醇溶液中的異硫氰酸熒光素與碳點溶液中的紅色熒光碳點的質量比為1：(200-400)。
6.根據權利要求1所述的一種多孔且透明的肉品新鮮度比率型熒光指示膜的制備方法，其特征在于，步驟3.1中疏水高分子聚合物溶液的質量濃度為15％-20％；當有機溶劑選擇為丙酮和n,n-二甲基甲酰胺兩種溶液混合時，其體積比為1:4；當有機溶劑選擇為乙酸和乙醇兩種溶液混合時，其體積比為4:1；當有機溶...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒小波，宋文君，翟曉東，石吉勇，黃曉瑋，李志華，孫悅，薛雨虹，張俊俊，
申請(專利權)人：宜興食品與生物技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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