[发明专利]一种固态酶型时间-温度指示剂及其制备方法

说明书

一种固态酶型时间‑温度指示剂，由虫漆酶PVA凝胶片和愈创木酚PVA凝胶片两部分构成，使用时两部分贴合构成固态酶型时间‑温度指示剂，其中虫漆酶PVA凝胶片是包埋虫漆酶的PVA凝胶片，愈创木酚PVA凝胶片是包埋愈创木酚的PVA凝胶片。本发明的有益效果：本发明能用于活化能在9.5‑68.8kJ/mol的食品新鲜度的指示、可杜绝液态TTI包装易泄露的隐患、不需像脂肪酶、淀粉酶、脲酶一样额外加入指示剂，本方法避免了因包埋阻碍酶和底物的扩散，降低酶生物活性，从而影响TTI的使用效果的情况，同时因为使用PVA凝胶片作为载体使得体系混合均匀，从而颜色分布也相对均匀，不会出现团状、絮状颜色块，制作简便、效果稳定，成本低廉，易于推广。

技术领域

本发明属于智能包装领域，具体地说涉及一种通过颜色变化记录时间和温度累积效应的指示剂，可应用于食品在储运销售过程中新鲜度的指示。

背景技术

人们往往认为：“只要包装的食品在保质期内，就应该是安全的。”事实上有时并非如此。对于冷链运输的产品来说，其质量除受产品自身成分因素的影响之外，还会受外部环境条件的影响，其中温度的影响往往是最主要的，由于在储运销售过程中温度不易监控,导致实际温度下的货架寿命与标准温度下的货架期有差别,进而造成不必要的浪费和食品安全隐患。

因此，需要采用一种有效的方式来监测产品在流通过程中时间和温度的累积效应，提供产品的剩余货架期信息。在这种情况下，时间-温度指示剂(time temperatureindicator/integrator，简称TTI)便应运而生了。它可呈现出与时间、温度相关的变化，这种变化通常是不可逆并方便识别的，为冷链食品的生产者、运输者、销售者以及消费者提供一种准确评估食品品质的方法。

国外开展酶型TTI的研究相对较早，液态酶型TTI的研究成果丰富。其中 Checkpoint^TM(瑞典Vitsab A.B公司)成功开发了液态脂肪酶型TTI，它利用脂肪酶将甘油酯水解成甘油和脂肪酸，降低溶液pH，使酸碱指示剂产生颜色变化，温度越高水解速度越快，从而可以指示食品质量变化。激活前酶溶液和酯类底物分开保在塑料袋的两隔室中，通过施加压力破坏两隔室的屏障，激活 TTI；Sun和Rajan等人利用淀粉酶分解淀粉，使淀粉和碘的水溶液体系发生颜色变化，从深紫色褪至无色，从而指示食品新鲜程度，并通过调节淀粉酶和淀粉的比例可以调节液态TTI的活化能，以适应不同种类的食品。

国内相关院校和研究院所也开展了TTI的研究。液态酶型TTI的研究中吴丹基于脂肪酶和甘油三丁酸酯研究出多种不同活化能的TTI；郭素娟等人成功利用脂肪酶TTI监测羊肉的质量变化；钱静等基于糖化酶水解麦芽糊精的反应开发出适用于冷鲜肉的TTI。在固态TTI的研究中孟晶晶等人利用海藻酸钠制备出糖化酶的微胶囊颗粒，并将其和淀粉、碘涂布在纸上，使用琼脂水凝胶作为覆盖物，将两部分结合激活TTI，改变组分含量可使活化能在87-107KJ/mol 范围内。徐凤娟等人利用酪氨酸在酪氨酸酶的作用下被催化氧化成多巴胺中间体以及多巴色素的原理，制备从无色变深褐色的TTI。

发明内容

液态TTI虽然研究成果丰富，但在实际使用中受到限制，原因主要包括：a. 液态下酶不稳定，容易失活；b.液态TTI需要袋装或瓶装，并对机械强度有较高要求，否则易发生泄漏，污染食品，因此使用液态TTI增加了食品包装的复杂性。

从酶的种类来看，脂肪酶、淀粉酶以及脲酶中都需要额外加入显现颜色变化的指示剂，会使反应体系变复杂；酪氨酸酶型指示剂反应体结构简单，不加任何指示剂，反应稳定且由无色变黑色指示效果明显，但酪氨酸酶相对较贵，成本居高不下，不利于商业化应用。

虫漆酶具有成本低，反应底物品种多的优点，可直接催化底物氧化产生明显的颜色变化，不需要额外加入指示剂，反应体系相对简单。目前仅发现国外对基于虫漆酶的液体的TTI有研究，但液态TTI在推广应用方面受到一定限制。