[发明专利]生物聚合物在介电气体传感器中的用途

说明书

本发明涉及生物聚合物作为敏感材料在用于水蒸汽、二氧化碳和/或乙醇蒸汽的介电气体传感器中的用途。

技术领域

本发明涉及一种用于监测气态化合物的传感器，尤其涉及一种适于指示包装易腐产品的新鲜度和/或可食性的传感器。

背景技术

包装易腐产品质量的常规指示主要以贴在包装外部或与条形码相关的标签形式存在。通常，它们涉及这样的反应(化学或酶性)：其速率取决于温度，并且该反应的底物(或产物)是有色的。这种颜色的出现或消失和/或着色的强度由此给出了关于包装产品可能经历的时间/温度的历史信息，并因此提供了有关包装产品的大致预期质量变化的信息。基本原则是最终质量是平均初始质量经由平均降解速率变质的结果，平均降解速率是温度的函数。它们的主要限制是初始质量和降解速率都有很高的不确定性。

这些指示并未提供包装产品本身质量的直接信息。事实上，这些指示通常不能识别其中涉及除时间和温度之外的其他参数的情况，例如气调包装的泄漏或产品的不良初始质量，这会显著加速产品降解速率和/或缩短达到不可接受的产品降解阈值所需的持续时间(保质期降低)。而且，初始质量是一个关键因素，但这些指示不能考虑到这一点。

在包装中，对多种包装的新鲜易腐产品的最严格要求包括气密密封和足够低的包装储存温度(以降低降解速率)，所述气密密封旨在维持有利的顶部空间组成，例如真空或气调(例如低氧含量，这是大多数食物降解现象的关键反应，或高二氧化碳，其作为微生物抑制剂)。如果密封包装的密封变得有缺陷，则充气包装的保护性气体(例如二氧化碳)泄漏出去，氧气和/或湿气(对于大多数产品的延长的可接受质量而言是有害剂)会进入包装，由此由初始保护性气体填充和低温储存获得的延长的产品保质期被损失。除了产品质量保存技术之外，使用高质量的产品是调节食品保质期的重要因素。

随着易腐产品的变质和/或成熟，例如氧化、酶促反应和微生物活性之类的物理化学反应释放大量化合物，这些化合物影响或不影响产品的感官可接受性。这些化合物是产品整体质量的良好的直接的质量指示。在变质和/或成熟中形成的化合物的组成取决于产品的类型。在易腐食品中，这些化合物可能是挥发性物质，例如乙醇(发酵降解的标志物，也可用作防止霉菌发展的保护性蒸气)，二乙酰，有机酸，氨基化合物，或气态物质，例如二氧化碳(许多微生物污染以及新鲜水果和蔬菜代谢紊乱的标志物，也可用作抑制引起食物变质的微生物生长的保护性气体)，氨，硫化氢，二氧化硫，和气态胺。

为了获得关于产品质量和可接受性(acceptability)的合适信息，因此必须可以很容易地监测引起产品降解(水蒸汽、二氧化碳、氧气)或作为产品降解(例如微生物生长)的指示(乙醇、二氧化碳..)的包装顶部空间气态化合物的组成。

监测包装顶部空间以检测保护性气体(例如二氧化碳)的泄漏也是需要的。

在这方面，WO 03/044521公开了用于包装食品和药品的变质传感器，其可以有利地放置在包装内，并由此能够直接控制包装产品的质量。但是，该传感器仅对包装内的氧气和硫化氢含量敏感，这不足以完全监测包装易腐产品的质量。值得注意的是，该传感器不适用于例如监测作为食物降解标志物或作为保护性气体的二氧化碳。

US 5,609,096公开了一种蔬菜传感器生产方法和一种使用传感器的保鲜装置。制备了由钯粉末和氧化锡粉末形成的传感层。

此外，用于制备所述传感器的方法涉及大量昂贵且非环境友好的材料，例如金属和金属化合物。这些金属和金属化合物不能生物降解，并且在传感器停止使用并丢弃之后长时间保留在环境中。当然，这些材料中的一部分可以回收再利用。但是，回收也需要自然资源的支出，并增加了与这些材料相关的环境成本。相应地，这些传感器通常被丢弃并长时间保留在环境中，对环境产生负面影响。