謝微，鄧忠惠，王仕敏

（賀州學(xué)院 a.食品與生物工程學(xué)院/食品科學(xué)與工程技術(shù)研究院 b.人工智能學(xué)院，廣西 賀州 542899）

食品腐敗是一個(gè)伴隨著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解和代謝物產(chǎn)生的復(fù)雜過(guò)程，不僅會(huì)造成食物浪費(fèi)，而且會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的食品安全問(wèn)題[1]。富含蛋白質(zhì)的食物發(fā)生腐敗，會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性含氮化合物（如：氨氣、二甲胺和三乙胺等），此時(shí)包裝內(nèi)部空間的pH 會(huì)增加[2]。發(fā)酵食品或乳制品的腐敗及其代謝物會(huì)產(chǎn)生一些促使pH降低的氣體[3]。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，如總揮發(fā)性堿性氮（TVB–N）、新鮮度指數(shù)（K值）、感官屬性的評(píng)價(jià)等，復(fù)雜而耗時(shí)[4]。比色指示膜因其快速、相對(duì)廉價(jià)、無(wú)損性等特征[5]，在食品供應(yīng)和銷售的過(guò)程中監(jiān)測(cè)包裝內(nèi)pH 的變化，進(jìn)而間接得知包裝食品的實(shí)時(shí)質(zhì)量。包裹黑枸杞花色苷的木薯淀粉膜具有良好的pH 敏感性[6]。以明膠為基質(zhì)的黑米糠花青素智能膜可有效地監(jiān)測(cè)魚(yú)類新鮮度[7]。利用天然花青素開(kāi)發(fā)的包裝膜在檢測(cè)食品新鮮度方面很有效，但也存在一定的缺陷，如：熱穩(wěn)定性差、顏色不穩(wěn)定、機(jī)械和阻隔性能難以滿足食品包裝的多樣化需求。為了更好固定天然花青素，兼顧食品安全性，研究者將目標(biāo)轉(zhuǎn)向可生物降解天然材料。馬蹄淀粉具有優(yōu)異的膠凝特性和功能作用，是許多淀粉無(wú)法與之相比的[8]，但目前尚未發(fā)現(xiàn)其用于制備比色指示膜。

九頭獅子草（Herba Peristrophe Japonica, HPJ），又名紅藍(lán)草，屬于爵床科植物，主要分布在我國(guó)廣西、福建、四川等地，是一種良好的天然食用色素來(lái)源[9]。研究表明，九頭獅子草紅色素具有較高的抗氧化活性和穩(wěn)定性[10]，在美容保健、食品著色劑以及中藥新藥的開(kāi)發(fā)等方面具有重要價(jià)值。但應(yīng)用九頭獅子草紅色素制備比色指示膜的研究鮮有報(bào)道。

本研究從植物九頭獅子草中提取紅色素，以馬蹄淀粉為成膜基材，丙三醇為增塑劑，采用溶液共混法制備一種基于九頭獅子草紅色素與馬蹄淀粉相結(jié)合的比色指示膜，并研究其性質(zhì)與動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征。隨著時(shí)間的增加，萵筍、豬肉、魚(yú)肉等腐敗加劇，比色指示膜的顏色變化呈現(xiàn)規(guī)律性的變化，較為直觀且易于識(shí)別。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

主要材料：九頭獅子草購(gòu)于廣西蒙山縣農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)；馬蹄淀粉購(gòu)于廣西洲星食品有限公司；豬肉、魚(yú)肉和萵筍購(gòu)于賀州市八步區(qū)城西農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

主要儀器：UV–9000 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海元析儀器有限公司；CR–400 色差計(jì)，柯尼卡美能達(dá)；CanoScan LiDe 300 高速照片掃描儀，佳能有限公司；DEGUQMNT 數(shù)顯千分尺，上海美耐特實(shí)業(yè)有限公司；EV400 Touch 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，北京萊伯泰科儀器股份有限公司；SpectrumTwo 紅外光譜儀，美國(guó)PerkinElmer 公司；JROL–7610F 掃描電子顯微鏡，日本電子株式會(huì)社等。

1.2 方法

1.2.1 九頭獅子草紅色素提取工藝

干燥的九頭獅子草→粉碎→浸提→過(guò)濾→旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)→紅色素濃縮液→凍干。九頭獅子草和體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇以固液比1 ∶3 混合后進(jìn)行超聲波處理（30 min、70 ℃、功率為50%），真空過(guò)濾取濾液。提取和過(guò)濾重復(fù)3 次。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在65 ℃將濾液濃縮，凍干濃縮液即得九頭獅子草紅色素。

1.2.2 比色指示膜的制備

稱取2 g 馬蹄淀粉，溶于90 ℃的蒸餾水，加入2 mL 丙三醇攪拌30 min，得到混合溶液。當(dāng)混合溶液冷卻到50 ℃時(shí)，分別加入同體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%、2%、4%、6%、8%、10%的九頭獅子草紅色素濃縮液，攪拌15 min。使用超聲清洗器超聲25 min，即可得到成膜液。每25 mL 的成膜液倒入直徑為90 mm 的潔凈培養(yǎng)皿中，室溫至凝固后，將培養(yǎng)皿放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥，溫度控制在65 ℃以內(nèi)，8 h 后即可揭膜。

1.3 比色指示膜性質(zhì)測(cè)定

1.3.1 比色指示膜的厚度測(cè)定

采用數(shù)顯千分尺對(duì)比色指示膜進(jìn)行隨機(jī)采樣，測(cè)試10 個(gè)采樣點(diǎn)的厚度平均值作為膜的厚度。

1.3.2 比色指示膜的含水率測(cè)定

將質(zhì)量為m1的比色指示膜放入105 ℃烘箱中干燥至質(zhì)量不變，記為m2，每組平行測(cè)定3 次[11]，計(jì)算式見(jiàn)式（1）。

式中：Mc為比色指示膜的含水率；m1為膜質(zhì)量恒定前的質(zhì)量，g；m2為膜質(zhì)量恒定后后的質(zhì)量，g。

1.3.3 比色指示膜的水溶性測(cè)定

干燥至質(zhì)量不變的比色指示膜，質(zhì)量記為mi（g）；室溫下將其浸泡于50 mL 蒸餾水中，24 h 后取出，比色指示膜放入105 ℃的烘箱中干燥至質(zhì)量不變，質(zhì)量為mf（g），每組平行測(cè)定3 次[11]。水溶性WS的計(jì)算式見(jiàn)式（2）

式中：mi為浸泡前的干燥恒質(zhì)量；mf為浸泡后的干燥恒質(zhì)量。

1.3.4 比色指示膜的顏色穩(wěn)定性測(cè)定

將比色指示膜分別貯藏于4 ℃，相對(duì)濕度為75%的冰箱中，每天利用色差儀測(cè)定其色度值，按式（3）計(jì)算色差值表征顏色穩(wěn)定性[12]。

式中：L、a、b分別為膜放置后的測(cè)定值；L0、a0、b0為膜放置前初始測(cè)定值。

1.3.5 比色指示膜的總花青素含量的測(cè)定

燒杯中加入0.8 g 膜和10 mL 酸化的乙醇（pH=1），均質(zhì)1 min。過(guò)濾，溶液中加入酸化乙醇至10 mL，采用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)于520 nm 下讀數(shù)[13]。

1.3.6 比色指示膜的總酚含量的測(cè)定

參考李楠等[14]的方法，分別添加1 mL 不同質(zhì)量濃度的沒(méi)食子酸（10、20、30、40、50 μg/mL）于5支試管中，各加入5.0 mL 福林酚，搖勻，靜置5 min后再加入4 mL 質(zhì)量濃度為0.075 mg/mL 的Na2CO3溶液，在溫度為25 ℃的黑暗環(huán)境中反應(yīng)30 min，以試劑空白為參比，765 nm 處測(cè)定吸光度，繪制總酚標(biāo)準(zhǔn)曲線。

25 ℃條件下，準(zhǔn)確稱取1.00 g 比色指示膜，加入100 mL 蒸餾水中浸提，抽濾得到比色指示膜提取液。將比色指示膜提取液替換沒(méi)食子酸，其他試劑和步驟同標(biāo)準(zhǔn)曲線制作的方法，比色指示膜的總酚含量（mg/g）計(jì)算見(jiàn)式（4）。

式中：X為根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線查得的總酚含量，mg；V0為比色指示膜提取液的總體積，mL；V1為測(cè)定吸取的提取液體積，mL；m為樣品質(zhì)量，g。

1.3.7 比色指示膜的抗氧化性測(cè)定

參考劉晶等[15]的方法并稍作修改，測(cè)定膜的抗氧化性。比色指示膜樣品加入100 μmol/L 的DPPH 甲醇水溶液中（V甲醇∶V水＝4 ∶1），配制比色指示膜當(dāng)量為1 mg/mL的體系，在30 ℃的恒溫條件下反應(yīng)1 h，在517 nm 處測(cè)定其反應(yīng)溶液的吸光度值。膜的DPPH自由基清除率計(jì)算式如（5）所示。

式中：A0為未添加膜的溶液吸光度值；A1為含膜反應(yīng)液的吸光度值。

1.3.8 比色指示膜的灰度值測(cè)定

將裝有比色指示膜的培養(yǎng)皿放置在高速照片掃描儀中掃描成像，然后利用Photoshop cs 6 測(cè)出其灰度值。

1.3.9 馬蹄淀粉膜和比色指示膜的紅外光譜測(cè)定

取馬蹄淀粉膜和比色指示膜，用紅外光譜儀在400～4 000 cm?1波數(shù)范圍對(duì)薄膜進(jìn)行紅外光譜數(shù)據(jù)采集，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

1.3.10 馬蹄淀粉膜和比色指示膜的微觀結(jié)構(gòu)測(cè)定

使用掃描電子顯微鏡觀察馬蹄淀粉膜和比色指示膜的表面微觀結(jié)構(gòu)，并掃描拍照。

1.3.11 比色指示膜的三乙胺響應(yīng)性測(cè)試

在曹樂(lè)樂(lè)[16]的研究基礎(chǔ)上稍作修改，將比色指示膜裁剪成2 cm×2 cm 的正方形，用雙面膠將其粘貼在透明盒的蓋子內(nèi)側(cè)。透明盒中分別放入盛裝MgCl2（或NaCl）飽和溶液的稱量瓶，蓋好蓋子后放置 10 h，此時(shí)透明盒內(nèi)的相對(duì)濕度分別為 33%和75%。另2 個(gè)稱量瓶中分別加入5 mL 三乙胺并迅速放入透明盒底部，蓋好蓋子后觀察并記錄比色指示膜的顏色變化。

1.4 比色指示膜對(duì)豬肉、魚(yú)肉和萵苣的應(yīng)用

在25 ℃時(shí)，將處理干凈的新鮮豬肉、魚(yú)肉和萵筍切成大約1 cm3的小塊，稱取豬肉、魚(yú)肉與萵筍各25 g 置于透明盒中。比色指示膜裁剪成2 cm×2 cm 的正方形，粘貼在透明盒蓋子內(nèi)側(cè)，每個(gè)樣品準(zhǔn)備2 組。用高速照片掃描儀掃描成像，利用Photoshop cs 6 軟件的取色器測(cè)定灰度值。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Origin2021、Microsoft Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，利用方差分析進(jìn)行顯著性分析，以P＜0.05 確定。

2 結(jié)果與分析

2.1 比色指示膜的顏色測(cè)定

如圖1 所示，從左往右是HPJH 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0、2%、4%、6%、8%、10%的馬蹄淀粉膜（即比色指示膜）圖片。由圖1 可知，添加同體積不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的HPJH 后，比色指示膜的顏色為紅色，并逐漸變深。

圖1 添加同體積不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HPJH 的比色指示膜Fig.1 Colorimetric indicator film with HPJH of different mass fractions but the same volume

2.2 比色指示膜的厚度

由圖2 可以直觀看出，比色指示膜的厚度隨著同體積九頭獅子草紅色素溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而逐漸增大。由于比色指示膜中成膜基材馬蹄淀粉和增塑劑丙三醇的用量是一定的，所以可以推斷九頭獅子草紅色素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是影響比色指示膜厚度的主要因素。紅色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大會(huì)引起成膜液中固形物含量的增多，從而增加比色指示膜厚度，這與文獻(xiàn)報(bào)道是一致的[17]。同時(shí)，九頭獅子草紅色素的加入也會(huì)增加比色指示膜分子間距離，使比色指示膜的厚度增加。

圖2 同體積不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HPJH 對(duì)比色指示膜厚度的影響Fig.2 Effect of HPJH of different mass fractions but the same volume on thickness of colorimetric indicator film

2.3 比色指示膜的含水率

如圖3 所示，未添加九頭獅子草紅色素的比色指示膜含水率最高，其值為51.93%。添加九頭獅子草紅色素后，隨著九頭獅子草紅色素含量的增加，比色指示膜的含水率呈上升的變化趨勢(shì)。添加九頭獅子草紅色素使膜含水率下降的原因是九頭獅子草紅色素與馬蹄淀粉之間存在相互作用，這種相互作用會(huì)破壞馬蹄淀粉膜基質(zhì)中的馬蹄淀粉與馬蹄淀粉之間的氫鍵，氫鍵作用越弱，水分附著能力越差，含水量就會(huì)下降。另外，九頭獅子草紅色素屬于水溶性物質(zhì)，九頭獅子草紅色素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大其制備得的比色指示膜中的親水性基團(tuán)也就越多，因此比色指示膜的含水率也越高，這與文獻(xiàn)[18]的觀點(diǎn)一致。

圖3 同體積不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HPJH 對(duì)比色指示膜含水率的影響Fig.3 Effect of HPJH of different mass fractions but the same volume on moisture content of colorimetric indicator film

2.4 比色指示膜的水溶性

水溶性是反映膜材料耐水性能的重要指標(biāo)之一。由圖4 可知，比色指示膜的水溶性隨著同體積九頭獅子草紅色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而逐漸增大。未添加九頭獅子草紅色素的比色指示膜水溶性為36.46%，而九頭獅子草紅色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí)水溶性達(dá)到最大，即為49.41%，這與未添加九頭獅子草紅色素的比色指示膜相比，添加后的水溶性增大了12.95%。加入九頭獅子草紅色素后，比色指示膜的水溶性明顯上升，這是由于九頭獅子草紅色素是生物類黃酮組成的花青素，而花青素中含有較多的親水性基團(tuán)，其中的多酚類化合物與馬蹄淀粉等成膜基質(zhì)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，削弱成膜基質(zhì)中原本存在的分子間氫鍵作用力，增強(qiáng)與水的相互作用，這與文獻(xiàn)[19]的結(jié)論一致。也有可能是過(guò)多的九頭獅子草紅色素會(huì)使比色指示膜的結(jié)構(gòu)變得紊亂，降低高分子鏈之間的相互作用，增大比色指示膜中的溶解度，從而使比色指示膜的水溶性增大。

圖4 同體積不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HPJH 對(duì)比色指示膜水溶性的影響Fig.4 Effect of HPJH of different mass fractions but the same volume on water solubility of colorimetric indicator film

2.5 比色指示膜的顏色穩(wěn)定性

由圖5 可知，含不同九頭獅子草紅色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比色指示膜在4 ℃貯藏條件下，比色指示膜的顏色變化都不明顯，均呈現(xiàn)出良好的顏色穩(wěn)定性。當(dāng)?E<3.5 時(shí)顏色變化小，肉眼不可察覺(jué)[20]。因此，在4 ℃的貯藏條件下，添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的九頭獅子草紅色素濃縮液比色指示膜的穩(wěn)定性最好，7 d 后的?E值為1.649 7。這是由于加入的九頭獅子草紅色素與成膜基質(zhì)之間存在相互作用，在一定程度上抑制了比色指示膜的紅色素氧化[19]。

圖5 同體積不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HPJH 對(duì)比色指示顏色穩(wěn)定性的影響Fig.5 Effect of HPJH of different mass fractions but the same volume on color stability of colorimetric indicator film

2.6 比色指示膜的總花青素含量

由圖6 可知，未添加九頭獅子草紅色素的比色指示膜在520 nm 處的吸光度僅為0.042 9，而隨著紅色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的逐漸增加，吸光度也逐漸增大，最終趨于平緩。這是因?yàn)榫蓬^獅子草紅色素中含有花青素成分，九頭獅子草紅色素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，說(shuō)明同體積下的花青素含量越高。由圖6 可知，當(dāng)九頭獅子草紅色素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加至8%時(shí)，比色指示膜中的總花青素含量已達(dá)到平衡值。從質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%開(kāi)始，總花青素含量趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

圖6 同體積不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HPJH 對(duì)比色指示膜總花青素含量的影響Fig.6 Effect of HPJH of different mass fractions but the same volume on total anthocyanin content of colorimetric indicator film

2.7 比色指示膜的總酚含量

由圖7 可知，未添加九頭獅子草紅色素的比色指示膜總酚含量?jī)H為23.357 1 mg/g。隨著九頭獅子草紅色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的逐漸增加，比色指示膜的總酚含量也呈上升趨勢(shì)。這主要是由于九頭獅子草紅色素含有酚類物質(zhì)，而酚類物質(zhì)存在組氨酸與酪氨酸等氨基酸殘基，這些殘基可以和福林酚試劑發(fā)生反應(yīng)[21]。因此，隨著九頭獅子草紅色素含量的增加，比色指示膜的總酚含量也會(huì)逐漸升高。

圖7 同體積不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HPJH 對(duì)比色指示膜總酚含量的影響Fig.7 Effect of HPJH of different mass fractions but the same volume on total phenol content of colorimetric indicator film

2.8 比色指示膜的抗氧化性

由圖8 可以看出，未添加紅色素的比色指示膜（即馬蹄淀粉膜）自由基清除率很低，僅為2.63%，這表明馬蹄淀粉/丙三醇共混膜的抗氧化性能較差。九頭獅子草紅色素的添加可以顯著提高比色指示膜的抗氧化性。當(dāng)九頭獅子草紅色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，比色指示膜的DPPH 自由基清除率達(dá)到45.77%；當(dāng)紅色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%時(shí)，DPPH 自由基清除率達(dá)到最大，為88.70%。這充分表明九頭獅子草紅色素具有抗氧化作用，由于九頭獅子草紅色素屬于類黃酮多酚物質(zhì)，它所含有的芳環(huán)結(jié)構(gòu)與酚羥基可以通過(guò)形成苯氧環(huán)來(lái)阻止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[22]。當(dāng)九頭獅子草紅色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到8%時(shí)，膜的DPPH 自由基清除率就會(huì)逐漸趨于平緩，這主要是因?yàn)楫?dāng)九頭獅子草紅色素含量過(guò)大時(shí)，多余的紅色素就會(huì)在比色指示膜的表面形成顆粒狀，而酚羥基就會(huì)逐漸被空氣中氧氣所消耗，所以比色指示膜的DPPH 自由基清除率逐漸趨于平緩。由此可知，九頭獅子草基膜不僅可以作為比色指示膜使用，還可以應(yīng)用在食品的抗氧化功能方面，減緩食品的氧化變質(zhì)速度。

圖8 同體積不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HPJH 對(duì)比色指示膜抗氧化性的影響Fig.8 Effect of HPJH of different mass fractions but the same volume on oxidation resistance of colorimetric indicator film

2.9 比色指示膜的灰度值分析

共混均勻性是評(píng)價(jià)可降解型比色指示膜性能的重要影響因素之一。由圖9 可知，未添加九頭獅子草紅色素的灰度值僅為48.5%，而隨著九頭獅子草紅色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的逐漸增加，比色指示膜的灰度值也逐漸增大，然后趨于平緩。當(dāng)九頭獅子草紅色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到10%時(shí)，灰度值為78.25%。這可能是因?yàn)樘砑泳蓬^獅子草紅色素后，可使復(fù)合材料的界面相容性變好，比色指示膜混合液也較為均勻。

圖9 同體積不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HPJH 比色指示膜對(duì)灰度值的影響Fig.9 Effect of HPJH of different mass fractions but the same volume on gray value of colorimetric indicator film

2.10 紅外光譜分析

馬蹄淀粉膜和比色指示膜的紅外光譜見(jiàn)圖10。由圖10 可知，馬蹄淀粉膜的紅外光譜圖表現(xiàn)出馬蹄淀粉的特征譜帶。3 200 cm?1附近有一個(gè)極大強(qiáng)度的吸收峰，是羥基O?H 的特征吸收峰；2 930 cm?1處是一個(gè)中小強(qiáng)度的吸收峰，是屬于CH2的伸縮振動(dòng)；1 640 cm?1附近的吸收峰歸屬于水分子中的H?O?H的伸縮振動(dòng)；1 415 cm?1附近的吸收峰歸屬CH2變形振動(dòng)，850 cm?1附近的吸收峰峰可歸屬于CH2搖擺吸收峰[23]。馬蹄淀粉膜和比色指示膜的紅外光譜非常相似，九頭獅子草紅色素的加入對(duì)馬蹄淀粉膜的紅外光譜沒(méi)有明顯的影響，這可能是比色指示膜的九頭獅子草紅色素的含量較低。與馬蹄淀粉膜相比，比色指示膜的O?H 伸縮振動(dòng)（從3 267 cm?1到3 272cm?1）有輕微的譜帶位移。說(shuō)明九頭獅子草紅色素與馬蹄淀粉膜中的其他組分之間可能形成了氫鍵相互作用[24]。

圖10 馬蹄淀粉膜和比色指示膜紅外光譜圖Fig.10 FTIR spectra of water chestnut starch film and colorimetric indicator film

2.11 微觀形貌分析

馬蹄淀粉膜與比色指示膜在放大倍數(shù)為1 000 的條件下所拍攝的SEM 圖見(jiàn)圖11。馬蹄淀粉膜和比色指示膜的表面連續(xù)且致密，無(wú)孔洞。但是，比色指示膜的表面結(jié)構(gòu)更加致密，說(shuō)明馬蹄淀粉與丙三醇和九頭獅子草紅色素的相容性較好，九頭獅子草紅色素對(duì)馬蹄淀粉有很強(qiáng)的適應(yīng)性，對(duì)馬蹄淀粉膜材料的結(jié)構(gòu)影響不大[25]。

圖11 馬蹄淀粉膜和比色指示膜的SEM 照片F(xiàn)ig.11 SEM photos of water chestnut starch film and colorimetric indicator film

2.12 比色指示膜對(duì)三乙胺響應(yīng)性結(jié)果分析

比色指示膜在不同相對(duì)濕度（33%和75%）環(huán)境下灰度值的實(shí)時(shí)變化見(jiàn)圖12。比色指示膜對(duì)三乙胺響應(yīng)過(guò)程中灰度值隨著響應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)先增大然后趨于平緩。在同一響應(yīng)時(shí)間、不同相對(duì)濕度環(huán)境條件下，灰度值也會(huì)不相同，并且灰度值會(huì)隨濕度的增加而逐漸增大，這說(shuō)明濕度越大，比色指示膜對(duì)三乙胺的響應(yīng)性越好。在響應(yīng)過(guò)程中，比色指示膜的顏色發(fā)生顯著的變化，由紅色變成橘黃色。其響應(yīng)機(jī)理是在一定的濕度環(huán)境下，三乙胺會(huì)與比色指示膜表面上的水分子結(jié)合并形成OH?和N+(C2H5)3[16]。

圖12 不同相對(duì)濕度環(huán)境下比色指示膜灰度值的變化Fig.12 Gray value of colorimetric indicator film under different relative humidity

2.13 比色指示膜在監(jiān)測(cè)豬肉、魚(yú)肉和萵筍新鮮度時(shí)灰度值與顏色的變化

從表1 可以看出，豬肉、魚(yú)肉和萵筍在0、36、48 h 內(nèi)，實(shí)物的顏色隨著新鮮度的變化而變化。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，豬肉一開(kāi)始表面略微干，呈鮮紅色，正常氣味；36 h 后豬肉顏色變暗，黏液污濁，能感知到輕微異味；48 h 后豬肉顏色發(fā)灰，出現(xiàn)惡臭氣息。魚(yú)肉在實(shí)驗(yàn)初始時(shí)色澤潔白，且外表濕潤(rùn)，氣味正常；36 h 后魚(yú)肉的色澤為灰色，外表黏膩，異味明顯；48 h 后魚(yú)肉的顏色為褐色，具有濃烈的腐敗味。萵筍在實(shí)驗(yàn)初始時(shí)十分新鮮，外表為綠色，無(wú)腐爛的情況；36 h 后萵筍表面出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的褐變，稍有腐爛氣味；48 h 后萵苣整體褐變十分嚴(yán)重，腐爛十分嚴(yán)重。

表1 比色指示膜對(duì)豬肉、魚(yú)肉和萵筍的顏色動(dòng)態(tài)響應(yīng)Tab.1 Color dynamic response of colorimetric indicator film to pork, fish and lettuce

從表1 還可以看出，比色指示膜在0、12、24、36、48 h 內(nèi)也呈現(xiàn)明顯的顏色變化。豬肉比色指示膜最初表現(xiàn)為紅色，12 h 后變?yōu)榈t色，24 h 后變?yōu)殚冱S色，魚(yú)肉和萵筍的比色指示膜顏色變化也是由紅色→淡紅色→橘黃色的趨勢(shì)變化。同時(shí)，從圖13 中可以看出，隨著豬肉、魚(yú)肉和萵筍的放置時(shí)間越長(zhǎng)，比色指示膜的灰度值也呈現(xiàn)逐漸減小趨勢(shì)，這與實(shí)物隨時(shí)間的變化圖相一致。表明比色指示膜能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)豬肉、魚(yú)肉和萵筍的新鮮度。

圖13 比色指示膜監(jiān)測(cè)不同樣品的灰度值變化趨勢(shì)Fig.13 Gray value of different samples monitored by colorimetric indicator film

3 結(jié)語(yǔ)

本研究發(fā)現(xiàn)九頭獅子草紅色素可提高馬蹄淀粉膜的指示效果。九頭獅子草紅色素–丙三醇–馬蹄淀粉指示膜（即比色指示膜）比單一的馬蹄淀粉膜厚度大、抗氧化性強(qiáng)、總酚含量高、色差大。比色指示膜對(duì)三乙胺具有響應(yīng)性，適合用于食品新鮮度的指示。當(dāng)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的九頭獅子草紅色素制得的比色指示膜用于監(jiān)測(cè)豬肉、魚(yú)肉和萵筍的新鮮度時(shí)，發(fā)現(xiàn)指示膜在豬肉、魚(yú)肉和萵筍的腐敗過(guò)程中都表現(xiàn)出明顯的顏色變化，與實(shí)物隨時(shí)間的變化圖相一致。表明比色指示膜能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)豬肉、魚(yú)肉和萵筍的新鮮度。