Research Progress of Food Freshness Indicator Packaging Based on Natural Pigment
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摘要: 随着食品安全意识的不断增强，消费者希望通过更加快捷直观的方式了解他们所购买食品的质量。由此出现了能在食品运输和储藏过程中，向人们提供食品质量信息的食品新鲜度指示包装。考虑到食品的安全性，越来越多的研究者开始利用植物中提取的天然色素作为指示剂。本文综述了近年来以花青素、姜黄素、茜素和紫草素为染料的食品新鲜度指示膜的研究现状。分析了基于天然色素的食品新鲜度指示膜在生鲜肉、水产品、牛奶和水果中的应用原理及其研究进展，并对食品新鲜度指示包装的研究和应用前景进行了展望。Abstract: As awareness of food safety grows, consumers want to know the quality of the food they buy in a quicker and more intuitive way. Food freshness indicator packaging, which offers information about the quality of food throughout transport and storage, has become more common as a result of this. Considering the safety of food, more and more researchers are using natural pigments derived from plants as indicators. This paper reviews the current status of research on food freshness indicator films using anthocyanins, curcumin, alizarin and shikonin as dyes in recent years. The principles of the application of natural pigment-based food freshness indicator films in raw meat, aquatic products, milk and fruits and the progress of their research are analysed, and the prospects of research and application of food freshness indicator packaging are also prospected.
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Keywords:
- intelligent packaging /
- food quality /
- natural colorant /
- pH-responsive /
- food freshness monitoring
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食品的品质特征主要表现为食品的质地、风味、颜色、外观和营养价值，而这些特征在运输及储藏的过程中都会发生变化。包装是在食品加工、储存和销售过程中保证食品品质的方法之一。传统食品包装一般有保护、沟通、便利及容纳四个基本功能[1]，但仅限于保护食品免受可能加速食品腐败的外部环境的影响，如气体、水分、光线、温度和微生物。常规的理化检测和微生物分析不能使普通消费者得到及时的，直观的信息反馈。在过去的几年中，食品包装技术取得了进步，以克服市场全球化、环境监管要求增加、消费者偏好和食品安全方面新出现的担忧所带来的挑战[2]。因此，人们开始开发能够在储存、运输和配送过程中提供信息、增强安全性和提高包装食品质量的智能包装[3]。
智能包装可以监测内部和外部环境条件的变化以及这些变化对包装食品的影响，以便供应链的利益相关者包括生产者、零售商和消费者之间更好地沟通[4]。通过智能的方式给予消费者有关食品来源、真实性、成分、食用和消费终止期等信息，这不仅可以满足消费者的实际需求，还可以保证食品在市场上的有效流通。关于智能包装的分类，通常分为三类：指示器、数据载体和传感器[5]。其中，由于效率和简单性，pH指示器已用于监测和指示储存食品的新鲜度，因为比色指示剂在与食品代谢物反应时会以气体传感器的形式呈现特定的颜色变化。通常，这些智能包装系统以标签的形式附着、嵌入或印刷在食品包装材料上，以监测食品产品的质量[6]。这样，消费者就可以根据视觉上的色差来区分新鲜食品和劣质食品，且无需打开包装。常用的化学指示剂都由合成染料组成，如溴百里酚蓝[7]、溴甲酚绿、溴甲酚紫[8]、甲基红[9]、甲酚红和氯酚[10]，这些合成染料被认为可能对人类健康有害。近年来，科学家们也一直在寻找可以替代合成染料的天然色素染料，对天然色素如花青素、姜黄素、紫草素、茜素、甜菜碱等的研究和应用越来越多[11]。
本文对不同种类的天然色素在食品新鲜度指示包装中的研究进展进行了综述，列举了其在不同食品种类中的应用，并对目前的研究进行了分析和展望。
1. 基于天然色素的新鲜度指示剂
1.1 花青素
首选的天然色素需要能够对包装内的食品本身或周围环境发生的变化（如温度、pH、微生物生长、挥发性物质等）作出颜色反应，并为用户提供易于看到和准确的信息。近年来，应用较多的是从植物中提取的富含花青素的提取物[12]。因为它们能够在较宽的pH范围内根据pH的变化发生颜色的改变。花青素对食品质量的监测、食品的保质期以及最终在食品包装中作为颜色指示物具有重要意义。
考虑其稳定性，提取花青素最常用的植物是红甘蓝和紫甘薯，占所有研究的35%以上，因为它们的单乙酰化和双乙酰化形式中花青素和芍药素的含量很高。与非酰基化花青素相比，具有更好的热稳定性和光稳定性，并表现出更宽的pH依赖色谱[13]。Jiang等[14]将羧甲基纤维素和淀粉的混合物与从紫甘薯中提取的花青素混合制备了一种可应用于监测鱼类新鲜度变化的包装膜。Zhang等[15]研究开发了一种基于可生物降解膜和玫瑰茄花色苷的智能指示膜。结果表明，该指示膜可用于猪肉新鲜度的智能监测。除了传统的花青素来源，不同来源的花青素在食品新鲜度指示包装中的应用见表1。
表 1 不同来源花青素在新鲜度指示膜中的应用Table 1. Application of different sources of anthocyanins in the freshness indicator membrane来 源 基材 应用 参考文献 黑胡萝卜 细菌纳米纤维素 虹鳟和鲤鱼 [16] 黑胡萝卜 纤维素/壳聚糖 牛奶 [17] 紫甘薯 羧甲基纤维素/淀粉 鱼 [14] 黑胡萝卜 淀粉 牛奶 [18] 玫瑰茄 淀粉/聚乙烯醇/壳聚糖 猪肉 [15] 葡萄 细菌纳米纤维素 猪肉 [19] 紫茄子，黑茄子 壳聚糖 牛奶 [20] 黑枸杞 k-卡拉胶 牛奶，虾 [21] 黑米 氧化甲壳素纳米晶（O-ChNCs）/壳聚糖（CS） 鱼，虾 [22] 红甘蓝 细菌纳米纤维素 牛奶 [23] 紫甘薯 玉米淀粉/聚乙烯醇 虾 [24] 玫瑰 聚乙烯醇/秋葵粘液多糖（PVA/OMP） 虾 [25] 黑枸杞 木薯淀粉 猪肉 [26] 海南蒲桃 聚乙烯醇/壳聚糖 虾 [27] 葡萄皮 k-卡拉胶/羟丙基甲基纤维素 猪肉 [28] 桑葚 聚乙烯醇（PVA）/壳聚糖纳米颗粒（CHNP） 鱼 [29] 杨梅 木薯淀粉 猪肉 [30] 藏红花 壳聚糖纳米纤维和甲基纤维素 羊肉 [31] 伏牛花 甲基纤维素（MC）/壳聚糖纳米纤维（ChNF） 肉 [32] 红胡萝卜 明胶/结冷胶 牛奶，鱼肉 [33] 蓝莓 木薯淀粉 － [34] 黑豆种皮 壳聚糖 － [35] 从表1中可以看出，花青素作为指示剂在食品新鲜度指示膜中的应用范围较广，并且获取来源丰富，基材的选择性也较多。Zhai等[33]使用结冷胶、明胶和红萝卜花青素制备了一种智能指示膜，并在不同温度（4、25和37 ℃）下测试了基于花青素的指示膜的颜色稳定性。他们观察到指示膜的颜色随时间而变化，红色随着存储时间的推移而褪色，并且随着存储温度的升高，变色更加明显。说明花青素在高温下的变色主要是由于花青素的氧化反应和较低的热稳定性造成的。因此，在新鲜度指示包装的应用中，不同温度下保持花青素稳定性，防止色素在光、热和氧等环境条件下劣化是首先需要解决的问题。
1.2 姜黄素
姜黄素（curcumin，CR）是从草药姜黄和姜黄根茎中提取的多酚类化合物，具有抗癌、抗炎、抗氧化和抗菌活性[36]。含姜黄素膜是一种高灵敏度的酸碱反应检测材料，其颜色变化肉眼可见[37] 。由于它提供了额外的功能特性，如增强机械强度、防紫外线、抗氧化性能和抗菌活性，因此它在制备用于包装的复合薄膜方面引起了人们的兴趣。姜黄素在不同pH条件下的颜色变化是其主要结构发生变化的结果。姜黄素的分子构型取决于溶液的pH、极性和温度。在中性和碱性pH下，姜黄素结构中的α、β-不饱和β-二酮部分作为氢供体，导致姜黄素水解和降解。姜黄素结构根据溶剂性质以酮烯醇互变异构体形式存在。在酸性或中性pH下以双酮形式存在，呈黄色。碱性pH下失去酚基上的质子而迅速分解以烯醇形式为主，颜色改变为红色[38-39]。
Ma等[40]以塔拉胶和聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，PVA）的混合基质为基材，加入姜黄素后成功制备了一种指示膜。在不同相对湿度下的NH3环境和应用在检测虾新鲜度的实验中，薄膜都表现出明显的颜色变化，表明该薄膜可以作为传感器应用于食品工业中。Liu等[41]基于k-卡拉胶（carrageenan，Ca）和姜黄素制备的指示薄膜，并将其应用于虾和猪肉的新鲜度监测。适量（不高于3%）的CR，除提高热稳定性外，还能明显提高膜的抗氧、抗湿性和抗拉强度，除此之外，该膜对CR的释放具有良好的控制作用，且具有一定的释放机制，有利于实现对pH变化的可持续传感，薄膜在碱性条件下表现出强烈的红移（即黄变红），显示出良好的变色性能。
由此可见，姜黄素不仅可以作为指示剂应用到食品新鲜度指示包装中，适量姜黄素的加入还可以适当提高指示膜的相关性能。但由于姜黄素变色范围的局限性，近年来，有部分研究将姜黄素和其他色素制成混合指示剂，应用到食品新鲜度指示包装中。
Chen等[42]制备含姜黄素（CR）和花青素（anthocyanin，ATH）天然混合染料的pH传感薄膜作为包装指示标签，用于无损实时检测鱼类的新鲜度。PVA/甘油膜与CR和ATH的比例为2:8（v/v）时，可呈现三种不同的颜色，分别代表包装鱼的高新鲜程度、中等新鲜度和变质程度。并且通过稳定性实验证明，混合染料做指示剂增强了花青素单一染料的稳定性。郑辉等[43]制备基于红甘蓝花青素和姜黄素混合色素的智能指示标签弥补了单一姜黄素色素指示范围小的局限性，猪肉在新鲜级、次新鲜级和腐败级时均存在明显的色差变化，对猪肉的新鲜程度有较好的区分能力。
与单一指示剂相比，混合指示剂不仅可以扩大颜色变化的范围[44]，更易区分食品的新鲜程度，还可以改善某些单一天然色素不稳定的问题。因此，混合指示剂的应用也是未来的发展趋势。
1.3 茜素
茜素是一种新型的智能选择，用于监测pH变化，具有改善生物聚合物基薄膜的理化和功能特性[45]。茜素（1，2-二羟基蒽醌，C14H8O4）是一种从茜草植物根中提取的天然色素，自古以来就在工业上用作红色织物染料，也在生物研究中用作染色试剂[46]。茜素作为一种酸碱指示剂也引起了相当大的关注。随着pH由酸性到碱性的变化，茜素的分子结构中的质子发生转移，两个羟基与邻近的羰基氧原子结合，形成分子内氢键，颜色从黄色变为紫色[45]。由于微生物的腐烂会释放挥发性的碱性化合物引起pH的升高，所以茜素对pH响应的变色特性可以作为一种天然色素用于指示食品的新鲜程度[47]。
Aghaei等[48]研发了一种添加茜素的醋酸纤维素纳米纤维薄膜，作为鱼类腐败实时指示器。虹鳟鱼片在冰箱温度（4 ℃）的环境中，随着挥发性碱性氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）总量的增加和产品pH的升高，这种包装传感器在第6、12 d可以明显观察到视觉颜色变化。茜素作为染料的加入产生了预期的视觉颜色变化。
除此之外，Ezati等[45,49-50]利用茜素作为天然色素作了大量研究，以壳聚糖为基材制备了pH响应功能膜，随着包装鱼的pH的变化，复合涂层的颜色由卡其色变为浅棕色，表明鱼开始变质。在后续的研究中，Ezati等[49]以淀粉-纤维素纸为基质，加入茜素制备的pH敏感指示膜，可以检测在4 ℃下虹鳟鱼的新鲜度。加入的茜素，与其他成分具有良好的相容性，在4 ℃下存放两个月后的显色稳定性更高，能较好地识别冷藏鱼片腐败的起始。Ezati等[50]还将以茜素为染料的指示膜应用在牛肉中，基于茜素的纤维素-壳聚糖pH敏感指示膜同样能够通过可感知的颜色变化来跟踪牛肉肉末在储存过程中的新鲜度。以上研究都表明，茜素可以作为一种良好的指示剂，加入到指示包装中，制得的指示膜显示出良好的紫外阻隔性能，断裂伸长率、表面疏水性、热稳定性和抗氧化活性均有所提高。
1.4 紫草素
另一种天然色素是萘醌色素，也称为紫草素，通常是从紫草干根中提取的。紫草（arnebia euchroma）是原产于新疆的一种植物，在中药中被广泛使用。紫草根提取物的主要化学成分是对映体萘醌，即紫草素或紫草醌。天然萘醌是一种亲脂性红色素。除了可以帮助伤口愈合，它还具有抗菌、消炎和抗癌的作用[51-52]。萘醌类色素是敏感的酸碱指示剂，与花青素相比也相对较稳定，可作为一种新型天然色素染料[53]。一种萘醌化合物的主要结构由两部分组成：萘唑啉基团和手性六碳侧链。紫草素的萘扎林部分具有化学活性，对光、热、酸、碱等条件敏感[54]。因此，对萘醌类化合物作为指示膜染料的研究目前较少。
Huang等[55]研究以从紫草根中提取的天然色素（arnebia euchroma root，AEREs）和琼脂为原料，开发并测试一种用于监测鱼类新鲜度的新型指示膜。加入AEREs后，比色膜的水溶性、溶胀比、断裂伸长率均有一定程度的降低。将制备的指示剂膜对武昌鲷鱼在冷藏条件（4 ℃）和室温条件（25 ℃）下的新鲜度进行监测。结果表明，AEREs含量较低的指示剂膜在鱼类腐败过程中颜色变化更明显，由初始的粉色变为蓝紫色。较差的机械性能可能与基材的选择有关，为了提高指示膜的机械强度，Dong等[56]研究利用生物降解纤维素和从紫草中提取的萘醌染料制备了一种新型比色传感薄膜，该薄膜具有较高的拉伸强度（227 MPa）和疏水性能（水接触角112.2°）。薄膜明显由玫瑰红到紫色，再到蓝紫色，颜色的变化可与标准实验室测量的虾和猪肉的TVB-N和（total viable count，TVC）含量相关联，可应用于虾和猪肉的新鲜程度视觉监测。除此之外，Ezati等[57]将天然紫草素吸附在纤维素纸上制备的指示膜，应用于鱼类和猪肉的智能食品包装，随着食物的腐败，指示膜从初始的粉色变成深紫色，说明指示膜可以做到实时监测包装食品的质量。
紫草素的加入，不仅可以提高指示膜抗氧化活性、热稳定性和耐水性。与其他天然色素相比，长时间的储存后，含有紫草素的指示膜仍表现出较高的稳定性，颜色变化稳定且敏感。
2. 天然色素在各类食品包装中的应用研究
2.1 生鲜肉类
生鲜肉由非常复杂的化合物组成，这些化合物主要有水、蛋白质和脂肪等，非常容易受到生理变化的影响。由于生鲜肉易腐败变质，微生物的活性很容易增加，因此肉的质量衰减的很快[58]。因此，肉类行业需要新鲜度指示包装膜来对肉类保质期进行预测并反映产品的变质程度。
随着衰变的进行，一些化合物通过微生物代谢产生生物胺、氨、硫化氢、吲哚和有机酸等物质[59]，引起强烈气味的同时，这些物质还可以触发新鲜度指示膜的变色。生鲜肉类新鲜度指示剂主要是基于与肉制品类型、腐败菌群和储存过程中相关的代谢物，建立起的一种质量-指示的关系。在生鲜肉食品中，大部分天然色素都可以用作食品新鲜度指示剂，这是因为在变质过程中至少产生或存在一种指示化合物。表2列举了近年来生鲜肉类食品的新鲜度指示剂的研究现状。
表 2 近年来新鲜度指示膜在生鲜肉类食品中的研究现状Table 2. Recent research status of freshness indicator film in fresh meat food从表2中可以看出，以天然色素为指示剂的新鲜度指示膜，在猪肉、鸡肉和牛肉中的都有部分应用。天然色素也主要以从各类植物中提取的花青素为主。其中，对猪肉新鲜度监测的研究较多。对于不同种类的生鲜肉，基于天然色素的新鲜度指示膜均可以随着样品在储存过程中pH的变化，发生颜色变化，与食品本身的变质情况密切相关，具有良好的指示效果。但由于处于常温下的生鲜肉微生物生长繁殖旺盛，指示膜变化迅速，而经过冷藏和冷冻保鲜处理的肉制品，低温下天然色素的敏感性如何，指示膜颜色变化是否明显，是否能高效精准的判断肉制品的新鲜程度还有待深入研究。
2.2 生鲜水产品类
水产品含有丰富的蛋白、高度不饱和脂肪酸、维生素和微量元素等营养成分[67]。然而，由于酶反应和微生物污染，水产品极易发生微生物腐败[68]，随着我国渔业产量的不断增长，加上水产品种类多样、生产受季节温度影响，原料及产品易腐烂等特点[69]，在供应链中对水产品的新鲜度进行评估是非常必要的。
水产品在酶和微生物的作用下，易使其中的蛋白质和氨基酸等物质分解，伴随着一系列的生物化学反应，导致其腐败变质[70]。它们主要通过三种机制分解：酶分解、微生物腐败和脂质氧化。与肉制品一样，当海鲜制品经历微生物降解时，会产生挥发性碱性氮、三甲胺、硫化物、酯类、醛类和酮类等微生物代谢产物，这是鱼类和海鲜腐败的特征气味[71]。腐败产生的产物主要是氨以及胺类[72]。这些化合物积聚在包装顶部空间，指示膜的pH因其碱性而发生变化[73]。因此，天然指示剂会向着碱性颜色偏移，以此来传达生鲜水产品的相关质量信息。
由于水产品种类众多，但基于天然色素的新鲜度指示膜的应用目前主要集中于虾和鱼（表3）。然而如需将其应用到实际生活中去，还需进一步研究各类水产品新鲜度和指示膜变色之间的关系，以便进行更加精确和全面的评估，确保水产品的安全，减少浪费。
表 3 近年来新鲜度指示膜在生鲜水产品类食品中的研究现状Table 3. Recent research status of freshness indicator film in fresh aquatic products2.3 牛奶
牛奶也是日常生活中必不可少的食物。牛奶的成分除了水之外还含有部分碳水化合物、蛋白质、脂肪，以及其他维生素和矿物质。新鲜度指示包装在确定产品在分销和消费期间的保质期和质量方面至关重要。大多数牛奶和乳制品都是在冷藏温度下分发、处理和储存的。因此，低温保存牛奶的同时，还需灵敏的指示牛奶的新鲜度是基于天然色素的指示包装面临的最具挑战性的任务。在过去十年中，人们对基于天然色素制备的牛奶新鲜度指示包装也行了大量研究，见表4。
表 4 近年来新鲜度指示膜在牛奶中的研究现状Table 4. Recent research status of freshness indicator film in milk近年来，基于天然色素的新鲜度指示膜在牛奶中还是有较多的应用的，主要也是以植物中提取花青素为染料。大部分的研究表明，牛奶在常温48 h的环境下，变质的过程中酸度会增加，pH会从6.5~6.8降低到5以下，指示膜颜色也会发生变化，最终会偏向紫红色，表明牛奶发生变质。利用这一特点，食品新鲜度指示膜在检测牛奶的新鲜程度方面具有一定的应用价值。
2.4 水果
目前，基于天然色素的食品新鲜度指示包装，在肉类、水产品和牛奶中应用较多。其他种类食品应用较少，有少量关于水果新鲜度指示标签的研究。此类指示膜的变色主要是由于水果在采摘后的呼吸作用[78]，随着新鲜水果质量的下降，呼吸作用会生成大量酸性气体CO2，从而使指示膜随着pH的改变发生颜色变化。王桂莲等[79]设计了一种以红萝卜色素溶液作为pH指示剂的水果新鲜度智能指示膜，并将其应用在草莓中。结果表明，草莓处于不同阶段时，指示标签可以指示其不同的颜色变化，因此可以通过标签颜色变化判断草莓的成熟度及新鲜度。冯刚[80]利用从蓝莓果皮中提取出的花青素代替甲基红和溴百里酚蓝，和甲基纤维素混合，制备的指示膜应用在蓝莓包装中。通过对比指示标签的色差值，探究果皮浓度、滤液初始pH和滤纸浸沾时间三个因素对指示标签的显色影响，选择最佳的提取工艺。最终得到的蓝莓新鲜度指示标签在应用过程中有良好的的表现。由于大部分水果在短时间内的内环境变化不明显，且天然色素易受到环境（湿度、温度和CO2）的影响，合成染料因其具有变色明显、反应迅速，稳定性强等特点更适用于水果类新鲜度指示膜。
3. 结论与展望
天然色素由于随着环境pH的变化其智能变色的特性，在当今智能包装技术中备受关注。新鲜度指示包装膜可以帮助实时视觉识别食品的状态，非常有利于现场评估包装食品的安全性和质量。天然色素在作为pH指示剂方面的功效，表明其在食品包装中具有很高的应用潜力。然而，我国在其研究和应用方面还与国外有较大差距。在技术问题上，食品所处的环境温度、湿度、密封性以及干燥剂的使用都会对天然染料提供信息的准确性产生影响。对于指示剂溶液和基材本身，往往存在着一些安全性问题需要去解决。因此，可以利用多方面的技术优势，开发多种天然色素和新型材料（如纳米材料、天然材料或者食品级材料等）。在提高指示精度的同时，保证食品本身的安全性的同时改善环境问题对天然染料的影响。
除了相关的技术因素外，消费者对于指示包装不完善的认知是阻碍其在食品市场中渗透的主要问题之一。消费者担心创新型包装可能会影响到食品的质量。需要制定相关的行业规范，例如：确保让食品包装公司明确如何安全和适当地使用活性和智能材料物品；确保指示包装所应用的食品接触材料是安全的并且其成分不得转移到食品中；确保食品生产商在指示包装的使用上是规范的，合理的。最后，只有确保了指示包装所提供信息的可靠性，才会避免误导消费者，为消费者提供更好的消费体验。
随着技术的不断进步，不同的科学领域正在汇聚，新鲜度指示包装技术实现了不断的开发和突破。虽然在应用性和安全性仍有许多障碍需要克服，但是通过各类技术的应用结合和各项研究的不断开拓创新，食品新鲜度智能指示包装会逐渐走向大众的视野。
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表 1 不同来源花青素在新鲜度指示膜中的应用
Table 1 Application of different sources of anthocyanins in the freshness indicator membrane
来 源 基材 应用 参考文献 黑胡萝卜 细菌纳米纤维素 虹鳟和鲤鱼 [16] 黑胡萝卜 纤维素/壳聚糖 牛奶 [17] 紫甘薯 羧甲基纤维素/淀粉 鱼 [14] 黑胡萝卜 淀粉 牛奶 [18] 玫瑰茄 淀粉/聚乙烯醇/壳聚糖 猪肉 [15] 葡萄 细菌纳米纤维素 猪肉 [19] 紫茄子，黑茄子 壳聚糖 牛奶 [20] 黑枸杞 k-卡拉胶 牛奶，虾 [21] 黑米 氧化甲壳素纳米晶（O-ChNCs）/壳聚糖（CS） 鱼，虾 [22] 红甘蓝 细菌纳米纤维素 牛奶 [23] 紫甘薯 玉米淀粉/聚乙烯醇 虾 [24] 玫瑰 聚乙烯醇/秋葵粘液多糖（PVA/OMP） 虾 [25] 黑枸杞 木薯淀粉 猪肉 [26] 海南蒲桃 聚乙烯醇/壳聚糖 虾 [27] 葡萄皮 k-卡拉胶/羟丙基甲基纤维素 猪肉 [28] 桑葚 聚乙烯醇（PVA）/壳聚糖纳米颗粒（CHNP） 鱼 [29] 杨梅 木薯淀粉 猪肉 [30] 藏红花 壳聚糖纳米纤维和甲基纤维素 羊肉 [31] 伏牛花 甲基纤维素（MC）/壳聚糖纳米纤维（ChNF） 肉 [32] 红胡萝卜 明胶/结冷胶 牛奶，鱼肉 [33] 蓝莓 木薯淀粉 － [34] 黑豆种皮 壳聚糖 － [35] 
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表 2 近年来新鲜度指示膜在生鲜肉类食品中的研究现状
Table 2 Recent research status of freshness indicator film in fresh meat food
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表 3 近年来新鲜度指示膜在生鲜水产品类食品中的研究现状
Table 3 Recent research status of freshness indicator film in fresh aquatic products
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[1] YAM K L, TAKHISTOV P T, MILTZ J. Intelligent packaging: concepts and applications[J]. Journal of Food Science,2005,70(1):R1−R10. doi: 10.1111/j.1365-2621.2005.tb09052.x
[2] BHAT R, GÓMEZ-LÓPEZ V M. Practical food safety: Contemporary issues and future directions[M]. 1th ed. New York: John Wiley and Sons, 2014: 375−394.
[3] FIROUZ M S, MOHI-ALDEN K, OMID M. A critical review on intelligent and active packaging in the food industry: Research and development[J]. Food Research International,2021,141(5−6):110113.
[4] YAM K L. Emerg food package technologies[M]. New York: Woodhead Publishing Series in Food Science, Technology and Nutrition, 2012: 137−152.
[5] GHAANI M, COZZOLINO C A, CASTELLI G, et al. An overview of the intelligent packaging technologies in the food sector[J]. Trends in Food Science and Technology,2016,51(5):1−11.
[6] DAINELLI D, GONTARD N, SPYROPOULOS D, et al. Active and intelligent food packaging: Legal aspects and safety concerns[J]. Trends in Food Science and Technology,2008,19(11):S103−S112.
[7] 邢月. 以CO2为特征气体的新鲜度比色指示卡的研究[D]. 天津: 天津科技大学, 2015 XING Y. Study on freshness colorimetric indicates cards of characterized gas by CO2[D]. Tianjin: Tianjin University of Science and Technology, 2015.
[8] KIM D, LEE S, LEE K, et al. Development of a pH indicator composed of high moisture-absorbing materials for real-time monitoring of chicken breast freshness[J]. Food Science and Biotechnology,2017,26(1):37−42. doi: 10.1007/s10068-017-0005-6
[9] KUSWANDI B, NURFAWAIDI A. On-package dual sensors label based on pH indicators for real-time monitoring of beef freshness[J]. Food Control,2017,82(12):91−100.
[10] 胡云峰, 王雅迪, 唐裕轩. pH敏感型指示纸的制备及在猪肉品质检测中的应用[J]. 包装工程,2019,40(1):49−56. [HU Y F, WANG Y D, TANG Y X. Preparation of pH sensitive indicator paper and its application in pork quality detection[J]. Packaging Engineering,2019,40(1):49−56. doi: 10.19554/j.cnki.1001-3563.2019.01.007 [11] ROY S, RHIM J W. Anthocyanin food colorant and its application in pH-responsive color change indicator films[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition,2020,61(3):1−29.
[12] WALLACE T C, GIUSTI M M. Anthocyanins-nature’s bold, beautiful, and health-promoting colors[J]. Foods,2019,8(11):550. doi: 10.3390/foods8110550
[13] BECERRIL R, NERÍN C, SILVA F. Bring some colour to your package: Freshness indicators based on anthocyanin extracts[J]. Trends in Food Science & Technology,2021,111(5):495−505.
[14] JIANG G Y, HOU X Y, ZENG X D, et al. Preparation and characterization of indicator films from carboxymethyl-cellulose/starch and purple sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam) anthocyanins for monitoring fish freshness[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2020,143(1):359−372.
[15] ZHANG J J, ZOU X B, ZHAI X D, et al. Preparation of an intelligent pH film based on biodegradable polymers and roselle anthocyanins for monitoring pork freshness[J]. Food Chemistry,2019,272(1):306−312.
[16] MORADI M, TAJIK H, ALMASI H, et al. A novel pH-sensing indicator based on bacterial cellulose nanofibers and black carrot anthocyanins for monitoring fish freshness[J]. Carbohydrate Polymers,2019,222(10):115030.
[17] TIRTASHI F F, MORADI M, TAJIK H, et al. Cellulose/chitosan pH-responsive indicator incorporated with carrot anthocyanins for intelligent food packaging[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2019,136(9):920−926.
[18] GOODARZI M M, MORADI M, TAJIK H, et al. Development of an easy-to-use colorimetric pH label with starch and carrot anthocyanins for milk shelf life assessment[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2020,153(6):240−247.
[19] TAHERKHANI E, MORADI M, TAJIK H, et al. Preparation of on-package halochromic freshness/spoilage nanocellulose label for the visual shelf life estimation of meat[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2020,164(12):2632−2640.
[20] YONG H M, WANG X C, ZHANG X, et al. Effects of anthocyanin-rich purple and black eggplant extracts on the physical, antioxidant and pH-sensitive properties of chitosan film[J]. Food Hydrocolloids,2019,94(9):93−104.
[21] LIU J R, WANG H L, GUO M, et al. Extract from Lycium ruthenicum Murr. incorporating k-carrageenan colorimetric film with a wide pH-sensing range for food freshness monitoring[J]. Food Hydrocolloids,2019,94(9):1−10.
[22] WU C H, SUN J S, ZHENG P Y, et al. Preparation of an intelligent film based on chitosan/oxidized chitin nanocrystals incorporating black rice bran anthocyanins for seafood spoilage monitoring[J]. Carbohydrate Polymers,2019,222(10):115006.
[23] KUSWANDI B, NI P, PRATOKO D K, et al. Edible pH sensor based on immobilized red cabbage anthocyanins into bacterial cellulose membrane for intelligent food packaging[J]. Packaging Technology and Science,2020,33(8):321−332. doi: 10.1002/pts.2507
[24] ZHANG K L, HUANG T S, YAN H, et al. Novel pH-sensitive films based on starch/polyvinyl alcohol and food anthocyanins as a visual indicator of shrimp deterioration[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2020,145(2):768−776.
[25] KANG S L, WANG H L, XIA L, et al. Colorimetric film based on polyvinyl alcohol/okra mucilage polysaccharide incorporated with rose anthocyanins for shrimp freshness monitoring[J]. Carbohydrate Polymers,2020,229(2):115402.
[26] QIN Y, LIU Y P, YONG H M, et al. Preparation and characterization of active and intelligent packaging films based on cassava starch and anthocyanins from Lycium ruthenicum Murr[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2019,134(8):80−90.
[27] MERZ B, CAPELLO C, LEANDRO G C, et al. A novel colorimetric indicator film based on chitosan, polyvinyl alcohol and anthocyanins from jambolan (Syzygium cumini) fruit for monitoring shrimp freshness[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2020,153(6):625−632.
[28] CHI W R, CAO L L, SUN G H, et al. Developing a highly pH-sensitive k-carrageenan based intelligent film incorporating grape skin powder via a cleaner process[J]. Journal of Cleaner Production,2020,244(1):118862.
[29] MA Q Y, LIANG T Q, CAO L L, et al. Intelligent poly (vinyl alcohol)-chitosan nanoparticles-mulberry extracts films capable of monitoring pH variations[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2018,108(3):576−584.
[30] YUN D W, CAI H H, LIU Y P, et al. Development of active and intelligent films based on cassava starch and Chinese bayberry (Myrica rubra Sieb. et Zucc.) anthocyanins[J]. RSC Advances,2019,9(53):30905−30916. doi: 10.1039/C9RA06628D
[31] ALIZADEH-SANI M, TAVASSOLI M, MCCLEMENTS D J, et al. Multifunctional halochromic packaging materials: Saffron petal anthocyanin loaded-chitosan nanofiber/methyl cellulose matrices[J]. Food Hydrocolloids,2021,111(2):106237.
[32] ALIZADEH-SANI M, TAVASSOLI M, MOHAMMADIAN M, et al. pH-responsive color indicator films based on methylcellulose/chitosan nanofiber and barberry anthocyanins for real-time monitoring of meat freshness[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2021,166(1):741−750.
[33] ZHAI X D, LI Z H, ZHANG J J, et al. Natural biomaterial-based edible and pH-sensitive films combined with electrochemical writing for intelligent food packaging[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2018,66(48):12836−12846. doi: 10.1021/acs.jafc.8b04932
[34] ANDRETTA R, LUCHESE C L, TESSARO I C, et al. Development and characterization of pH-indicator films based on cassava starch and blueberry residue by thermocompression[J]. Food Hydrocolloids,2019,93(8):317−324.
[35] QIN Y, LIU Y P, YUAN L M, et al. Preparation and characterization of antioxidant and pH-sensitive films based on chitosan and black soybean seed coat extract[J]. Food Hydrocolloids,2019,96(11):102−111.
[36] LIU Y J, CAI Y X, JIANG X J, et al. Molecular interactions, character-ization and antimicrobial activity of curcumine chitosan blend film[J]. Food Hydrocolloids,2016,52(1):564−572.
[37] ARAIZA-CALAHORRA A, AKHTAR M, SARKAR A. Recent advances in emulsion-based delivery approaches for curcumin: From encapsu-lation to bioaccessibility[J]. Trends in Food Science & Technology,2018,71(1):155−169.
[38] NOUREDDIN S A, EL-SHISHTAWY R M, AL-FOOTY K O. Curcumin analogues and their hybrid molecules as multifunctional drugs[J]. European Journal of Medicinal Chemistry,2019,182(11):111631.
[39] TYPEK R, DAWIDOWICZ A L, WIANOWSKA D, et al. Formation of aqueous and alcoholic adducts of curcumin during its extraction[J]. Food Chemistry,2019,276(3):101−109.
[40] MA Q Y, DU L, WANG L J. Tara gum/polyvinyl alcohol-based colorimetric NH3 indicator films incorporating curcumin for intelligent packaging[J]. Sensors and Actuators B,2017,244(1):759−766.
[41] LIU J R, WANG H L, WAN P F, et al. Films based on k-carrageenan incorporated with curcumin for freshness monitoring[J]. Food Hydrocolloids,2018,83(10):134−142.
[42] CHEN H Z, ZHANG M, BHANDARI B, et al. Novel pH-sensitive films containing curcumin and anthocyanins to monitor fish freshness[J]. Food Hydrocolloids,2020,100(3):105438.
[43] 郑辉, 蒋昊天, 王荔萱, 等. 花青素/姜黄素智能标签的制备及应用[J]. 包装工程,2020,41(19):17−21. [ZHENG H, JIANG T H, WANG L X, et al. Development and application of an intelligent label based on anthocyanin/curcumin[J]. Packaging Engineering,2020,41(19):17−21. doi: 10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.003 [44] WALLACH, D. Methods and devices for detecting microbial spoilage in food products. US EP97946515.0[P]. 1999-10-27.
[45] EZATI P, RHIM H W. pH-responsive chitosan-based film incorporated with alizarin for intelligent packaging applications[J]. Food Hydrocolloids,2020,102(5):105629.
[46] SUN C F, LI Y, HAN J H, et al. Enhanced photoelectrical properties of alizarin-based natural dye via structure modulation[J]. Solar Energy,2019,185(6):315−323.
[47] CHEN H Z, ZHANG M, BHANDARI B, et al. Development of a novel colorimetric food package label for monitoring lean pork freshness[J]. LWT,2019,99(1):43−49.
[48] AGHAEI Z, EMADZADEH B, GHORANI B, et al. Cellulose acetate nanofibres containing alizarin as a halochromic sensor for the qualitative assessment of rainbow trout fish spoilage[J]. Food and Bioprocess Technology,2018,11(5):1087−1095. doi: 10.1007/s11947-017-2046-5
[49] EZATI P, TAJIK H, MORADI M, et al. Intelligent pH-sensitive indicator based on starch-cellulose and alizarin dye to track freshness of rainbow troutfillet[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2019,132(7):157−165.
[50] EZATI P, TAJIK H, MORADI M. Fabrication and characterization of alizarin colorimetric indicator based on cellulose-chitosan to monitor the freshness of minced beef[J]. Sensors and Actuators B: Chemical,2019,285(4):519−528.
[51] PAPAGEORGIOU V P, ASSIMOPOULOU A N, BALLIS A C. Alkannins and shikonins: A new class of wound healing agents[J]. Current Medicinal Chemistry,2008,15:3248−3267. doi: 10.2174/092986708786848532
[52] ASSIMOPOULOU A N, BOSKOUB D, PAPAGEORGIOU V P. Antioxidant activities of alkannin, shikonin and alkanna tinctoria root extractsin oil substrates[J]. Food Chemistry,2004,87(3):433−438. doi: 10.1016/j.foodchem.2003.12.017
[53] CHO M H, PAIK Y S, HAHN T R. Physical stability of shikonin derivatives from the roots of Lithospermum erythrorhizon cultivated in korea[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,1999,47(10):4117−4120. doi: 10.1021/jf9902853
[54] HAN J, WENG X C, BI K S. Antioxidants from a chinese medicinal herb-Lithospermum erythrorhizon[J]. Food Chemistry,2008,106(1):2−10. doi: 10.1016/j.foodchem.2007.01.031
[55] HUANG S Y, XIONG Y B, ZOU Y, et al. A novel colorimetric indicator based on agar incorporated with Arnebia euchroma root extracts for monitoring fish freshness[J]. Food Hydrocolloids,2019,90(5):198−205.
[56] DONG H L, LING Z, ZHANG X, et al. Smart colorimetric sensing films with high mechanical strength and hydrophobic properties for visual monitoring of shrimp and pork freshness[J]. Sensors and Actuators B: Chemical,2020,309(4):127752.
[57] EZATI P Y, BANG Y J, RHIM J W. Preparation of a shikonin-based pH-sensitive color indicator for monitoring the freshness of fish and pork[J]. Food Chemistry,2021,337(2):127995.
[58] 郝佳, 李强, 戴岳, 等. 肉制品包装的微生物控制技术概述[J]. 肉类工业,2016(12):44−49. [HAO J, LI Q, DAI Y, et al. A summary of microorganism control technologies in meat products packaging[J]. Meat Industry,2016(12):44−49. doi: 10.3969/j.issn.1008-5467.2016.12.013 [59] COMI G. Spoilage of meat and fish[J]. The Microbiological Quality of Food,2017:179−210.
[60] CHOI I, LEE J Y, LACROIX M, et al. Intelligent pH indicator film composed of agar/potato starch and anthocyanin extracts from purple sweet potato[J]. Food Chemistry,2017,218:122−128. doi: 10.1016/j.foodchem.2016.09.050
[61] YONG H M, LIU J, QIN Y, et al. Antioxidant and pH-sensitive films developed by incorporating purple and black rice extracts into chitosan matrix[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2019,137(9):307−316.
[62] VO T V, DANG T H, CHEN B H. Synthesis of intelligent pH indicative films from chitosan/poly(vinyl alcohol)/anthocyanin extracted from red cabbage[J]. Polymers(Basel),2019,11(7):1088.
[63] SUN G H, CHI W R, ZHANG C J, et al. Developing a green film with pH-sensitivity and antioxidant activity based on k-carrageenan and hydroxypropyl methylcellulose incorporating Prunus maackii juice[J]. Food Hydrocolloids,2019,94(9):345−353.
[64] KUREK M, HLUPIĆ L, ŠČETAR M, et al. Comparison of two pH-responsive color-changing bio-based films containing wasted fruit pomace as a source of colorants[J]. Journal of Food Science,2019,84(9):2490−2498. doi: 10.1111/1750-3841.14716
[65] CHAYAVANICH K, THIRAPHIBUNDET P, IMYIM A. Biocompatible film sensors containing red radish extract for meat spoilage observation[J]. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy,2020,226(2):117601.
[66] 封晴霞, 王利强. 蓝莓花青素智能指示膜的制备及应用[J]. 中国食品学报,2022,22(2):281−290. [FENG Q X, WANG L Q. Preparation and application of blueberry anthocyanin intelligent indicator membrane[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology,2022,22(2):281−290. doi: 10.16429/j.1009-7848.2022.02.030 [67] 胡智政. 我国水产品加工业的现状及发展方向[J]. 江西水产科技,2003(1):13−15. [HU Z Z. Current situation and development direction of aquatic product processing industry in China[J]. Jiangxi Aquatic Science and Technology,2003(1):13−15. doi: 10.3969/j.issn.1006-3188.2003.01.004 [68] ZHANG X S, SUN G G, XIAO X Q, et al. Application of microbial TTIs as smart label for food quality: Response mechanism, application and research trends[J]. Trends in Food Science and Technology,2016,51:12−23. doi: 10.1016/j.jpgs.2016.02.006
[69] 刘芳. 珍珠贝, 对虾等海产品加工副产品的综合利用研究[D]. 广州: 中山大学, 2005 LIU F. Study on the comprehensive utilization of seafood processing byproducts such as pearl shellfish and shrimp[D]. Guangzhou: Sun Yat-sen University, 2005.
[70] 蓝蔚青, 冯豪杰, 刘大勇, 等. 微生物源生物保鲜剂对水产品腐败菌作用机制研究进展[J]. 包装工程,2020,41(5):31−38. [LAN W Q, FENG H J, LIU D Y, et al. Research progress on mechanism of microbial source bio-preservatives on spoilage bacteria of aquatic products[J]. Packaging Engineering,2020,41(5):31−38. doi: 10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.05.005 [71] BOZIARIS I S, PARLAPANI F F. Specific spoilage organisms (ssos) in fish[J]. The Microbiological Quality of Food,2017,3:61−68.
[72] 蒋倩倩. 不同贮藏温度下鲐鱼组胺及产组胺菌的研究[D]. 杭州: 浙江工商大学, 2012 JIANG Q Q. Study on histamine and histamine-producing bacteria in mackerel during different storage temperatures[D]. Hangzhou: Zhejiang Gongshang University, 2012.
[73] OLAFSDÓTTIR G, MARTINSDÓTTIR E, OEHLENSCHLÄGER J, et al. Methods to evaluate fish freshness in research and industry[J]. Trends in Food Science & Technology,1997,8(8):258−265.
[74] QIN Y, LIU Y P, ZHANG X, et al. Development of active and intelligent packaging by incorporating betalains from red pitaya (Hylocereus polyrhizus) peel into starch/polyvinyl alcohol films[J]. Food Hydrocolloids,2020,100(3):105410.
[75] PEREIRA V A, ARRUDA I D, STEFANI R. Active chitosan/PVA Films with anthocyanins from Brassica oleraceae (red cabbage) as time-temperature indicators for application in intelligent food packaging.[J]. Food Hydrocolloids,2015,43(1):180−188.
[76] MA Q Y, WANG L J. Preparation of a visual pH-sensing filmbased on tara gum incorporating cellulose and extracts from grape skins[J]. Sensors and Actuators B:Chemical,2016,235(1):401−407.
[77] LIU B, HAN X, ZHAO H Y, et al. Preparation and characterization of intelligent starch/PVA films for simultaneous colorimetric indication and antimicrobial activity for food packaging applications[J]. Carbohydrate Polymers,2017,157:842−849. doi: 10.1016/j.carbpol.2016.10.067
[78] 齐秀东, 魏建梅, 赵美微, 等. ‘京白梨’果实后熟软化与糖、淀粉代谢及其基因表达的关系[J]. 中国农业科学,2015,48(13):2591−2599. [QI X D, WEI J M, ZHAO M W, et al. Relationship between ripening and softening of sugar and starch metabolism and gene expression in 'Jingbai pear' fruit[J]. Chines Journal of Agricultural Sciences,2015,48(13):2591−2599. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.13.011 [79] 王桂莲, 未新玲, 杨洪洋, 等. 一种草莓新鲜度指示标签的研究与设计[J]. 科技创新导报,2014,11(33):185−186. [WANG G L, WEI X L, YANG H Y, et al. Research on a kind of label indicating strawberry freshness[J]. Science and Technology Innovation Herald,2014,11(33):185−186. doi: 10.3969/j.issn.1674-098X.2014.33.128 [80] 冯刚. 蓝莓智能包装新鲜度指示剂研究[D]. 哈尔滨: 东北林业大学, 2019 FENG G. Blueberry intelligent packaging freshness indicator research[D]. Harbin: Northeast Forestry University, 2019.
-
期刊类型引用(3)
1. 张玉龙，屈佩，徐可东，初永忠，孙畅，宫于琛，霍明宇，王宗灵，张学雷，庞敏. 毒死蜱水生生物毒性效应研究进展. 生态毒理学报. 2024(05): 135-150 . 
百度学术
2. 貌达，刘美，杨诗嘉，向昕，王涛，闵宇航. 食品抽检监测新风险挖掘及应对策略. 食品工业. 2023(10): 316-321 . 百度学术
3. 王珺冀，林枧在，张茜，曹德艳，赵思源，朱美霖. 沿海地区水产品中多溴联苯醚污染水平及健康风险评估. 现代食品. 2023(19): 146-156 . 百度学术
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