阅读说明：本技术 一种基于甜菜红素的便捷禽肉及鱼虾类新鲜度智能指示膜及其制备方法 (Betanine-based convenient intelligent indicating film for freshness of poultry meat, fish and shrimp and preparation method thereof ) 是由 廖红梅 刘元法 艾雅娜 李琦婷 王若萱 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于甜菜红素的便捷禽肉及鱼虾类新鲜度智能指示膜及其制备方法,属于食品工程领域。该智能指示膜的制备方法包括以下步骤：(1)配置含2-60mg/kg甜菜红素的制膜浆料,调节pH为7.2-8.0；(2)将所述制膜浆料剪切、均质,得到成膜浆料；(3)将所述成膜浆料进行涂布或浇注流延成膜胚；(4)将所述膜胚干燥、揭膜,得到含有甜菜红素的智能指示膜。该智能指示膜中甜菜红素响应生鲜禽肉及鱼虾类腐败产生生物胺,智能指示膜颜色由红色/粉红逐渐转变为黄色乃至无色；将反应后智能指示膜与标准比色卡进行比较,可推算样品中生物胺的含量,并判断其新鲜程度。(The invention discloses a convenient poultry and fish and shrimp freshness intelligent indicating film based on betanine and a preparation method thereof, belonging to the field of food engineering. The preparation method of the intelligent indicating film comprises the following steps: (1) preparing a film-making slurry containing 2-60mg/kg of betacyanin, and adjusting the pH to 7.2-8.0; (2) shearing and homogenizing the film-making slurry to obtain film-forming slurry; (3) coating or casting the film-forming slurry to form a film blank; (4) and drying the membrane embryo, and uncovering the membrane to obtain the intelligent indicating membrane containing the betacyanin. The betanin in the intelligent indicating film responds to the putrefaction of fresh poultry meat and fishes and shrimps to generate biogenic amine, and the color of the intelligent indicating film is gradually changed from red/pink into yellow or even colorless; and comparing the reacted intelligent indicating film with a standard colorimetric card, calculating the content of the biogenic amine in the sample, and judging the freshness of the biogenic amine.)

一种基于甜菜红素的便捷禽肉及鱼虾类新鲜度智能指示膜及 其制备方法

技术领域

本发明属于食品工程领域，具体涉及一种基于甜菜红素的禽肉及鱼虾类新鲜度指示膜及其制备方法。

背景技术

食品安全一直是社会各界持续关注的焦点社会和科学问题之一。禽肉及鱼虾类是人类获取优质蛋白质来源的食材，在人们的日常生活中占据重要的营养地位。新鲜禽肉及制品在贮藏过程中由于微生物繁殖和转氨酶等的存在会将蛋白质和氨基酸转化成酪胺、尸胺、腐胺、精胺和亚精胺等生物胺；新鲜鱼虾类在贮藏过程中会随着肉质腐败产生二甲胺、三甲胺、腐胺、脂肪精胺等。微量生物胺是生物体内的正常活性成分，在生物细胞中具有重要的生理调节功能。但当人体摄入过量生物胺，尤其是同时摄入多种生物胺时，容易引起头疼、恶心、心悸、血压变化、呼吸紊乱等过敏反应，严重时还可能危及生命。

目前禽肉及鱼虾类中生物胺的检测方法主要有液相色谱法、气相色谱法、毛细管电泳法和敏生物传感器法。这些方法能够对禽肉和鱼虾类中的生物胺具体种类、含量等提供精准检测。但这些方法不具备普适性，而且必须借助专业的检测仪器设备，比较适合有工作条件的检测人员和科研人员。对于广大的消费者群体则仅能通过颜色、质感、气味等感官评价来判断禽肉及鱼虾类的新鲜度，以此作为能否食用的依据。但这种方法存在个体感官差异，容易出现误判、误食，从而导致因摄入不新鲜禽肉及鱼虾类引起身体不适或中毒。

因此，如果能够基于天然色素物质响应生物胺反应而变色的基本原理，设计一种能够较为精准反应生物胺含量、智能便捷的检测方法，对于质检人员做快检、普通消费者做判断提供有效依据，将能达到智能便捷指示禽肉及鱼虾类新鲜程度的目的。如果该色素来源于食材，能够达到安全、无毒和可食用的级别，则能与食物直接接触并扩大其在禽肉及鱼虾类制品的应用范围。

甜菜红素作为一种天然pH响应色素，可以敏感地对挥发性的生物胺进行比色响应，是一种天然安全的鲜度指示剂。将其作为禽肉及鱼虾类新鲜度的指示膜，目前面临的技术难题之一是不同禽肉及鱼虾类中产生的生物胺种类和含量不同，而甜菜红素在pH3-7较稳定，呈玫红或粉红色，这可能导致指示膜并不能依据生物胺含量变化改变而准确显色反应。故此，如何制备基于甜菜红素的指示膜并让其快速准确响应生物胺反应是目前亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于甜菜红素的便捷禽肉及鱼虾类新鲜度智能指示膜及其制备方法。该智能指示膜中甜菜红素响应生鲜禽肉及鱼虾类腐败产生生物胺，智能指示膜颜色由红色/粉红逐渐转变为黄色乃至无色；将反应后智能指示膜与标准比色卡进行比较，可推算样品中生物胺的含量，并判断其新鲜程度。

本发明技术方案：

一种基于甜菜红素的便捷禽肉及鱼虾类新鲜度智能指示膜，所述指示膜的制备方法包括以下步骤：

(1)配置含2-60mg/kg甜菜红素的制膜浆料，调节pH为7.2-8.0；

(2)将所述制膜浆料剪切、均质，得到成膜浆料；

(3)将所述成膜浆料进行涂布或浇注流延成膜胚；

(4)将所述膜胚干燥、揭膜，得到含有甜菜红素的智能指示膜。

所述制膜浆料的原料包括显色基质和成膜基质，所述显色基质包括甜菜红素、红肉火龙果果汁、红色火龙果果皮中的任一种或多种；所述成膜基质包括多糖和甘油，所述多糖包括淀粉、果胶、壳聚糖中的任一种或多种，所述制膜浆料中，多糖的质量浓度为2wt％～8wt％，甘油的质量浓度为0.5wt％～1.2wt％；将原料打浆后得到制膜浆料。

所述制膜浆料的原料为红肉火龙果果汁、红色火龙果果皮中的一种或两种，将原料打浆后得到制膜浆料。

所述剪切的方法为利用高速剪切机10000-20000rpm剪切1-5min，所述剪切的全程通过控制进料温度控制成膜浆料温度≤20℃。

所述均质的方法为利用均质机25MPa均质2次，所述均质的全程通过控制进料温度控制成膜浆料温度≤20℃。

所述涂布的方法为采用专用涂布模具进行涂布，所述浇注流延的方法为采用不锈钢模具进行浇注，所述膜胚的厚度为0.5-1.5mm。

所述干燥的方法为真空干燥，条件为：0.08MPa、35℃；或控湿风干，条件为：RH50％，30℃。

一种智能包装盒，包括所述的指示膜。

指示膜在评价生鲜禽肉及鱼虾类的新鲜度中的应用，所述生鲜禽肉及鱼虾虾类包括生鲜猪肉、牛肉、羊肉、鸡肉、鸭肉、淡水鱼或其鱼肉、海水鱼或其鱼肉、虾类。

所得指示膜可用于智能检测禽肉和鱼虾类的新鲜程度，其中，根据它们腐败时产生生物胺的量调整制膜浆料中甜菜红素含量及浆料pH值分别为：一类，甜菜红素含量2-30mg/kg，pH值为7.4-7.8；二类，甜菜红素含量10-60mg/kg，pH值为7.2-8.0。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

(1)本发明研究发现，含有适宜浓度甜菜红素的指示膜在调整适宜的初始pH值后，能够精准响应不同浓度生物胺而显色，进而指示生物胺来源的禽肉及鱼虾类的新鲜程度(通过判断生物胺含量判断新鲜程度，生物胺含量＜20，20-45，＞45mg/kg)。本发明所制备的智能指示膜使用便捷、安全、无毒、可食用；并且可以结合包装材料进一步制备智能包装，为消费者和质检部门提供快捷、准确的禽肉及鱼虾类新鲜度判断标准。

(2)所制备的智能指示膜保留浆料中98％以上甜菜红素，智能指示膜具备甜菜红素鲜亮的红色或淡粉色。

(3)所得智能指示膜中甜菜红素响应生鲜禽肉及鱼虾类腐败产生生物胺，智能指示膜颜色由红色/粉红逐渐转变为黄色乃至无色；将反应后智能指示膜与标准比色卡进行比较，可推算样品中生物胺的含量，并判断其新鲜程度。

附图说明

图1为实施例1所得指示膜；

图2为不同甜菜红素含量其在不同pH值条件下的颜色反应；

图3为甜菜红素初始pH值对显色结果的影响；

图4为智能包装盒在新鲜猪肉上的应用例。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。

实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

甜菜红素的测试方法：分光光度法，甜菜红素测定参照WYBRANIEC等(WybraniecS,Stalica P,Jerz G,et al.Separation of polar betalain pigments from cactifruits of Hylocereuspolyrhizus by ion-pair high-speed countercurrentchromatography[J].Journal of Chromatography A,2009,1216:6890-6899.)的方法。取20g红肉火龙果果皮浆加入80mL 95％乙醇，常温低速搅拌10min。沉淀后取上清液，重复提取2次；将所得的提取液合并、离心(3000g、10min)，上清液为甜菜红素提取液。于538nm下测定甜菜红素提取液吸光度值。计算公式如下：

式中：A₅₃₈，在538nm下的吸光度值；MW＝550；L＝1.0cm；V，提取液体积，mL；DF，稀释倍数；ε，摩尔消光系数，65000；W，样品重量，g。

实验中基于2-100mg/kg甜菜红素溶液在不同pH值条件下的颜色制定的匹配标准比色卡，从图2可以看出不同浓度的颜色会有差异，实际上会针对不同浓度有对应的比色卡。大致可以这么描述：粉红-红色为pH 3-7，红色-***为pH 7-10，紫色-淡紫色为pH10-11，橙黄色-黄色-无色为pH 11-12。

图3显示了将20mg/kg甜菜红素溶液与30mg/kg腐胺反应，发现不同初始pH值其反应终点的pH值有差异，溶液颜色也不同。用于智能指示的膜中甜菜红素浓度可调整，初始pH值也可调整为所需范围，且当初始pH值为7.0以上时，其显色反应更显著。

实施例1

一种基于甜菜红素的禽肉及鱼虾类新鲜度指示膜，其制膜浆料组成为2mg/kg甜菜红素+5wt％淀粉/果胶/壳聚糖+0.8wt％甘油；制浆后调整浆料的pH为7.2；将该制膜浆料用高速剪切机10000rpm剪切3min；此后利用均质机25MPa均质2次；剪切和均质全程通过控制进料温度控制成膜浆料温度≤20℃；随后将成膜浆料浇注到模板上流延成膜胚，膜胚的厚度为1.0mm，35℃真空干燥4h后揭膜得到淡粉红色智能指示膜；其图片如图1所示。

将该智能指示膜能够用于猪肉的新鲜度判断：将智能膜贴于新鲜猪肉保鲜盒或保鲜袋上，密闭20min，如指示膜由粉红色转变为淡黄色或无色，则可判断其中生物胺含量累积达到50-55mg/kg，猪肉已不新鲜，处于腐败状态不能食用。

实施例2

一种基于甜菜红素的禽肉及鱼虾类新鲜度指示膜，其制膜浆料组成为8mg/kg甜菜红素+6w％淀粉/果胶/壳聚糖+1.0wt％甘油；制浆后用调整浆料的pH为7.8；将该制膜浆料用高速剪切机10000rpm剪切3min；此后利用均质机25MPa均质2次；剪切和均质全程通过控制进料温度控制成膜浆料温度≤20℃；随后将成膜浆料浇注到模板上流延成膜胚1.5mm，35℃真空干燥4h后揭膜得到粉红色智能指示膜。

将该智能指示膜能够用于淡水鱼肉的新鲜度判断：将智能膜贴于淡水鱼肉保鲜盒或保鲜袋上，密闭20min，如指示膜由粉红色转变为淡黄色或无色，则可判断其中生物胺含量累积达到40-45mg/kg，淡水鱼肉已不新鲜，处于腐败状态不能食用。

实施例3

一种基于甜菜红素的禽肉及鱼虾类新鲜度指示膜，其制膜浆料组成为含15mg/kg甜菜红素火龙果果皮浆+2％淀粉/果胶/壳聚糖+1.0wt％甘油；制浆后用调整浆料的pH为7.2；将该制膜浆料用高速剪切机10000rpm剪切3min；此后利用均质机25MPa均质2次；剪切和均质全程通过控制进料温度控制成膜浆料温度≤20℃；随后将成膜浆料浇注到模板上流延成膜胚(厚度1.5mm)，35℃真空干燥4h后揭膜得到红色智能指示膜。

将该智能指示膜能够用于鸡肉的新鲜度判断：将智能膜贴于鸡肉保鲜盒或保鲜袋上，密闭20min，如指示膜由粉红色转变为淡黄色或无色，则可判断其中生物胺含量累积达到18-25mg/kg，鸡肉已不新鲜，处于腐败状态不能食用。

实施例4

一种基于甜菜红素的禽肉及鱼虾类新鲜度指示膜，其制膜浆料组成为10mg/kg甜菜红素+5wt％果胶+1.0wt％甘油；制浆后调整浆料的pH为7.2；将该制膜浆料用高速剪切机10000rpm剪切3min；此后利用均质机25MPa均质2次；剪切和均质全程通过控制进料温度控制成膜浆料温度≤20℃；随后将成膜浆料浇注到模板上流延成膜胚，膜胚的厚度为1.0mm，35℃真空干燥4h后揭膜得到淡粉红色智能指示膜。

将该智能指示膜能够用于猪大排的新鲜度判断：将智能膜贴于保鲜盒或保鲜袋上，密闭30min，如指示膜由粉红色转变为淡紫色，则可判断其中生物胺含量累积达到50-55mg/kg，猪大排已不新鲜，不适于食用。

实施例5

一种基于甜菜红素的禽肉及鱼虾类新鲜度指示膜，其制膜浆料组成为10mg/kg甜菜红素+5wt％果胶+1.0wt％甘油；制浆后调整浆料的pH为7.9；将该制膜浆料用高速剪切机10000rpm剪切3min；此后利用均质机25MPa均质2次；剪切和均质全程通过控制进料温度控制成膜浆料温度≤20℃；随后将成膜浆料浇注到模板上流延成膜胚，膜胚的厚度为1.0mm，35℃真空干燥4h后揭膜得到粉紫色智能指示膜。

将该智能指示膜能够用于猪大排的新鲜度判断：将智能膜贴于保鲜盒或保鲜袋上，密闭30min，如指示膜由粉紫色转变为紫色，则可判断其中生物胺含量累积达到50-55mg/kg，猪大排已不新鲜，不适于食用。

实施例6

一种智能包装盒，是指由智能指示膜和任一密封盒组成，其中透明密封盒的观察效果更好。如图4所示，将猪肉置于洁净保鲜盒内，在保鲜盒内壁和猪肉(其他鲜禽肉鱼虾类食品作似处理)上分别贴上智能膜(1cm×1cm)。密封后进入运输、流通或销售环节，构成智能包装盒。检查或食用前通过观察贴壁和贴产品上的智能膜颜色变化判断其新鲜程度及是否适合食用。