[发明专利]一种时间-温度指示试纸及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量和指示技术领域，尤其涉及一种时间-温度指示试纸及其制备方法。 

背景技术

时间-温度指示试纸(TTI)是一种简易的质量记录装置，可以对产品的整个货架期中的一些关键参数进行操纵、监控和记录，通过时间温度积累效应指示食品的温度变化历程和剩余货架信息。TTI的工作原理包括了力学、化学、电化学、酶学和微生物学变化的不可逆可见反应，主要是通过机械形变或颜色变化来显示时间和温度的变化。 

TTI的原理主要有以下几种： 

1、显色反应型TTI 

利用两种显色反应物质，在设定温度下启动，并随着时间推移，在指示标上逐渐混合，显示颜色变化区域逐渐增大。当温度降低时反应迟滞，再次经历高温时反应重启，累积颜色变化与时间-温度的积分值成正比。因为反应不可逆，因而具有记忆功能。可以监测食品质量的变化。 

2、酶催化型TTI 

酶催化的颜色变化反应，具有专一、高效和温和的特点，这种方式制备成的TTI可监控易腐食品经历的时间-温度历史积累效应，指示食品质量的变化，如磷脂-磷脂酶系统TTI可检测肉类冰冻食品的质量变化。该系统含甘油、山梨醇等抗冻剂，显色反应能够在0℃以下进行，因为底物磷脂乳剂能在低温下稳定流动，并参与酶催化反应，因而该系统比脂肪酶系统TTI可靠。显著变色反应的机理是该反应在高于设定温度下发生水解反应，引起pH值变化，导致溴甲基蓝、中性红、甲基红等酸碱指示试纸显示颜色突变。该反应活化能为32kcal/mol(kcal：千卡)，当温度降低时，因能量不足而减缓反应速度。待下次温度重新达到启动反应的温度时，颜色反应再次变快，并累积起来指示经历的风险温度和时间积分总和。由于反应不可逆转，因而具有记忆功能。如通过淀粉酶催化分解与碘结合显蓝色的 淀粉分解变淡，显示时间-温度累积效应，适用于指示保质期2周左右易腐食品的新鲜度。 

3、异构转化型TTI 

二芳基乙烯、螺芳族化合物等有机物在紫外光作用下发生异构化反应，快速产生颜色变化，而在较高温度的作用下，则逆向反应，恢复为原来色彩。BIZEBAR公司开发的TTI标签就是这类物质组成光敏打印墨水印制的。紫外光照射激活后，TTI标签会从透明变成蓝色。随着时间推移，标签从蓝色变成透明。环境温度越高，可逆过程越快，可反复使用。如果超过了预定的保质期，则TTI系统标签颜色从“新鲜”变化至“仍可消费”直至“不可消费”，为消费者提供了从生产至销售低温食品链的直观监测。 

4、扩散型TTI 

颜色较浓艳的有机物在高分子粘弹体中扩散，其速度与时间、温度和黏度有关，其规律符合Nernst-Einstein扩散定律(第一扩散定律)和Fick定律(第二扩散定律)。筛选高分子黏度，调控色带迁移速度，拟合食品质量变化，成为监控食品质量的TTI。通过扩散迁移，TTI可显示文字信息，如Fersh(新鲜)从清晰变暗淡，提醒消费者注意食品安全。3M公司生产的食品监视标签(TTI)是基于彩色的脂肪酸酯在优质吸墨纸多孔灯芯上的扩散，前沿扩散的距离代表时间-温度的积分值。该TTI应用的温度范围和终点时间由酯的类型和浓度决定。 

目前投入使用的TTI主要是需要冷链储藏食品的TTI，而应用于耐储食品的TTI的研究和应用仍是空白。 

因此，需要提供一种时间-温度指示试纸及其制备方法以解决上述问题。 

发明内容

为了解决该问题，本发明公开了一种时间-温度指示试纸，所述时间-温度指示试纸由纸基、指示色层和保护层组成，所述指示色层和所述保护层依次设置在所述纸基上；所述指示色层的成分如下：无色染料，用量占30％～50％；显色剂，用量占50％～70％；所述保护层由丙烯酸树脂与交联固化剂组成，所述丙烯酸树脂占80％～95％，所述交联固化剂占5％～20％。 

较佳地，所述无色染料选自PSD-150、TH-107、TH-108、S205、富士黑、TC-21、ODB、ODB-2，ODB与CF-51或TH-106的混合物、B-15、 3-二乙氨-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-(N-环乙基-N-甲氨)-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-二乙氨-7-(邻-氯苯胺基)荧烷、3-二乙氨-7-(间-三氟甲基苯胺基)荧烷、3-二乙氨-6-甲基-7-(邻、对-二苯胺基)荧烷等荧烷化合物；所述显色剂选自对羟基苯甲酸、羟基取代苯酰胺类、双酚A、D-8、4，4’-二羟基二苯砜及其它二苯砜衍生物、PHBB、3，5-二特丁基水杨酸锌及其它水杨酸衍生物。