本技术涉及一种尼罗蓝染料及其制备技术,以及利用该染料制造的包装膜和其应用。该技术应用于食品监测和保鲜领域,通过改进尼罗蓝母体结构,在中位进行化学修饰,实现染料性能的提升。
背景技术
随着经济发展和生活水平日益提升,消费者开始追求洁净度更高和新鲜度更好的高质量食品,用于满足消费者需求的食品包装科学技术研发非常迫切。传统的包装方式通常只提供生产日期、保质期等静态信息,由于这些静态信息无法传达食品新鲜度的实时状态和动态变化,对消费者判断食品新鲜度的参考价值有限。
通过在运输、储存和销售过程中实时监控包装食品的新鲜度,智能包装能够有效解决上述问题。智能包装的应用不仅提高了食品的质量和安全,而且满足了消费者对食品安全的更高需求,是包装行业未来的重要创新领域。
在食品变质过程中,食品内部的化学环境发生变化,影响其pH值。此外,食品在各个阶段都容易受到微生物的污染,肉类和海鲜中的蛋白质会分解成碱性挥发性氮化合物(如氨、三甲胺和二甲胺等),导致pH值进一步变化。因此,实时监测整个供应链中食品pH值的变化可以有效跟踪包装食品的新鲜度和变质情况。
目前,已经报道的用于pH传感和成像的各种方法和技术,包括电位滴定,微电极传感和吸收光谱等。然而,这些技术需要比较专业的技术知识并且通常在实验室中由技术人员进行操作,无法满足日常生活中实时检测鱼虾类食品新鲜度的需求。作为传统检测方法的替代,荧光pH响应传感器已被用于光学和生物医学领域的pH检测和可视化。天然pH色素如花青素、姜黄素和茜素因其可见的颜色变化和无毒的特点被广泛报道用作食品包装的智能薄膜。其中,报道比较多的是利用不同来源的花青素作为食物新鲜度指标,如紫薯、蝶豆花、紫甘蓝、红卷心菜等。然而,花青素在光、温度、金属离子等环境因素的作用下容易降解和变色,影响其pH指示能力。此外,花青素稳定性差,极大地限制了其在智能食品包装中的应用。
公开号为WO2017007552A1的PCT专利申请公布了一种“用于检测和防止食品腐败的pH敏感性纳米粒子”,涉及食品pH敏感性检测以及防止食品腐败的技术问题。但其存在以下主要缺陷:第一、其pH敏感纳米颗粒结构复杂,合成与提纯困难,可重复性较差,需要借助于外源性疏水活性剂作为指示剂以指示或预防食物腐败。第二、该纳米颗粒以尼罗红染料作为外源性疏水活性剂,利用其荧光信号来指示环境pH的变化,进而实现对食品腐烂情况监控,需要借助于额外大型仪器如荧光光谱仪进行操作,过程复杂,其次是无法实现实时动态的可视化监测,不能通过肉眼达到实时可视化监测的目的。第三、 该纳米颗粒以尼罗红染料作为外源性疏水活性剂,根据环境pH的变化,释放出尼罗红的量相对变化,根据溶液中红色深浅度的变化来间接指示食品腐败情况,颜色辨识度受限,易造成混淆。
实现思路