[发明专利]一种用于监测食品新鲜程度的指示剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种变色指示技术，特别涉及一种用于监测食品新鲜程度的指示剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着人们物质生活水平的提高，食品安全问题越来越成为人们关注的话题。众所周知，食品被消费者使用之前经过了生产、仓储、运输以及货架期等流通过程。食品的安全与否与整个流通环节的时间、温度以及湿度有着紧密的关系。传统的食品包装仅以保质期作为唯一判断食品品质标准，该方法是以食品在其整个贮存期中，都是在适当的条件下贮存作为前提，而忽略了食品在运输以及存贮过程中经历的温度、湿度、pH等环境条件的变化。因此，食品包装上所标示的保质期并不具有充分的可信度，而这一问题可能会对公众健康安全产生巨大威胁。

为了解决上述问题，现有技术提供了一种时间-温度指示剂，时间-温度指示剂(Time-Temperature Indicator，简称TTI)是一种通过颜色变化或色带运动显示食品经历的温度和时间积分值来指示品质量变化的系统。TTI通过时间-温度积累效应引起的颜色变化来指示食品经历的温度变化累积历程。TTI的变色起点为TTI开始记录食品质量的颜色，变色终点是TTI随时间-温度的积累颜色不再继续发生变化时的颜色。TTI从开始变色到到达变色终点所需要的时间叫做变色终点时间。TTI为易腐败食品在冷链流通中时间和温度的检测提供了一种可行的方法。如CN102735796 A公开了一种易变质食品保质期的变色指示剂及其制备方法。此发明主要是在金纳米棒外面长一层银，银的生长速度和厚度与时间和温度成一定的关系。银的厚度决定溶液的颜色，从而来做时间-温度指示剂。但该方法中银的生长不容易控制，且银容易被氧化，影响保质期的指示结果。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供了一种用于监测食品新鲜程度的指示剂，所述指示剂指示的准确度高、指示反应容易控制；本发明还提供了用于监测食品新鲜程度的指示剂的制备方法和应用。

本发明第一方面提供了一种用于监测食品新鲜程度的指示剂，所述用于监测食品新鲜程度的指示剂包括金纳米棒溶液、氯金酸和表面活性剂形成的混合物，所述用于监测食品新鲜程度的指示剂中，所述氯金酸的物质的量不小于所述金纳米棒溶液中的金纳米棒的物质的量，室温下所述用于监测食品新鲜程度的指示剂的颜色随着时间的延长由褐色依次变为绿色、黑色、橘红色和无色。

本发明第一方面提供的用于监测食品新鲜程度的指示剂将金纳米棒溶液、氯金酸和表面活性剂三者混合形成混合物，指示剂中包括金纳米棒和氯金酸，氯金酸可以腐蚀金纳米棒，由于金纳米棒两端的活性更高，腐蚀反应会优先在两端发生，从而导致金纳米棒随着腐蚀反应的发生，长度越来越短，而直径基本维持不变，导致金纳米棒的长径比持续减小，最大消光峰(纵轴的表面等离子体共振吸收峰(LSPR))持续蓝移，最终得到一系列不同颜色的指示剂。

当所述用于监测食品新鲜程度的指示剂中金纳米棒溶液和氯金酸和表面活性剂刚开始混合时，金纳米棒还没有被腐蚀的时候，指示剂呈现褐色，当金纳米棒被腐蚀完全时，此时指示剂是无色的。用于监测食品新鲜程度的指示剂随着时间变化颜色也发生变化，从而可以用于指示食品的保质期。

优选地，通过调节所述氯金酸和所表面活性剂在所述用于监测食品新鲜程度的指示剂中的浓度来调节所述用于监测食品新鲜程度的指示剂的颜色由褐色变成无色所需时间的长短。

优选地，所述金纳米棒溶液的最大消光波长不小于700nm，所述金纳米棒溶液在所述最大消光波长处的光学密度不小于0.5cm^-1。

更优选地，所述金纳米棒溶液的最大消光波长为700nm-820nm，所述金纳米棒溶液在所述最大消光波长处的光学密度为0.5cm^-1-2.0cm^-1。

优选地，所述金纳米棒溶液中的金纳米棒的直径为16-20nm。

优选地，所述用于监测食品新鲜程度的指示剂中还包括酸或碱。

优选地，所述氯金酸和所述表面活性剂在所述用于监测食品新鲜程度的指示剂中的浓度均不小于0.1mmol/L。

更优选地，所述氯金酸在所述用于监测食品新鲜程度的指示剂中的浓度为0.1mmol/L-0.3mmol/L。

更优选地，所述表面活性剂在所述用于监测食品新鲜程度的指示剂中的浓度为1mmol/L-8mmol/L。

所述氯金酸的浓度变化可以调节用于监测食品新鲜程度的指示剂的变色时间长短，当提高氯金酸的浓度时，可以缩短变色时间、加快变色反应速率。