花青素基纳米纤维标签的制备及可视化监测羊肉新鲜度
发布时间：2021-11-27 03:20
肉类含有高比例蛋白质、脂肪、维生素和其他微量营养素,这让肉类产品成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。肉品在储藏过程中,蛋白质容易在微生物的作用下分解生成挥发性胺类物质,如氨气、三甲胺、腐胺、尸胺和精胺等,这些物质已经被证实可作为指示肉新鲜度的指标。本文选用挥发性胺作为检测对象,制备了一种固体染料,该染料由蓝莓中的花青素和可降解的聚乳酸组成,它易于加工成多种形式的标签,将其中一种应用标签（纳米纤维膜）用于羊肉的新鲜度检测来验证其可行性。我们成功从蓝莓中提取出了花青素,并且发现将其暴露于不同的pH值时（pH=2-14）,颜色从红色逐渐变为金黄色,证明花青素具有pH敏感性。基于此,我们选用花青素作为核心指示材料,聚乳酸作为基材,氯仿和DMF作为溶液来制备固体染料。该染料既可被用作油墨,还可利用溶液铸膜法制备透明薄膜,还可通过静电纺丝制成纳米纤维膜。由于纳米纤维膜具有更高的灵敏度,因此被我们选取用于指示羊肉的新鲜度。通过观察纳米纤维膜的微观结构,测定其接触角、傅里叶红外光谱、颜色稳定性、抗氧化性、胺类敏感性和可重复应用性,研究纤维膜的结构和性能。结果表明花青素被成功引入纳米纤维膜中,微观结构...
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图５焚光染料ｐＨ感应原理图（Ａ）基于吸收和（Ｂ）基于荧光的ｐＨ感应机制原理的示意图??Ｆｉｇｕｒｅ．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐＨ?ｓｅｎｓｉｎｇ?ｆｏｒ?ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ?ｄｙｅｓ．?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｐＨ?ｓｅｎｓｉｎｇ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｎ?（Ａ）??ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ－ｂａｓｅｄ?ａｎｄ?（Ｂ）?ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ－ｂａｓｅｄ??
?内蒙古农业大学硕士学位论文?２３＿??３结果与分析??３．１固体染料的应用??３．１．１花青素的ｐＨ敏感性??图６显示了花青素溶液在不同ｐＨ值下的颜色变化。从图中我们可以明显发现，??花青素暴露于不同的ｐＨ值时（ｐＨ＝２－１４），颜色从红色变为金黄色。花青素的颜色??在弱酸性、中性和弱碱性ｐＨ值下完全可以区分，该范围（ｐＨ＝４－８）适合跟踪肉和??鱼产品的品质变化。在这里值得研宄的是花青素指示剂显示出对ＰＨ缓冲液的高的??敏感性，全程的颜色反应时间小于５ｓ的时间。花青素指示剂暴露在ｐＨ?＝?２时显示??出红色，然后在ｐＨ?＝?４时显示粉红色。当花青素指示剂与ｐＨ?＝?６的缓冲液接触时，??该粉红色变深。在ｐＨ值为８时，它呈现出浅紫色，随着ｐＨ值增加（ｐＨ?８－１０）颜??色随之加深。此外，指示剂在ｐＨ值为１２和１４时分别变成棕黄色和金黄色。为此，??也有人报告了将淀粉／?ＰＶＡ膜中掺入的紫色甘薯花青素在ｐＨ?１－１４范围内的颜色从??浅红色变为黄色。根据结果，在不同的ｐＨ值下，肉眼可以清楚地看到花青素指示??剂颜色的变化［１１１］。这些变化可能是由于花青素的化学结构转变所致。在ｐＨ＝２．０－４．０??时，花青素主要以黄色盐离子的形式存在，溶液呈红色。在ＰＨ?４．０－６．０时，它们的??结构逐渐转变为醌结构，因此红色减弱变为粉红色，在ｐＨ?８．０－１０．０时，它们的结构??又转变成为假碱，颜色逐渐变为紫色：最后，当ＰＨ值大于１〇．〇时，花青素在强碱??性环境中会降解，颜色直接变为黄色，结构变化示意图如图７所示［１１２］。??＿＿＿＿＿＿＿??〇?：?ｆ４?？６／?１８?ｌｏ?ｌ＼２ｉ?＇１４??图６
?内蒙古农业大学硕士学位论文?２５＿??Ｔ—?。??图８固体染料的应用。（ａ）纸上涂层的传感器（ｂ）铸造传感器薄膜（ｃ）纳米纤维传感器薄膜??Ｆｉｇｕｒｅ．８?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｏｌｉｄ?ｄｙｅｓ．?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｏｌｉｄ?ｄｙｅｓ?（ａ）?Ｔｈｅ?ｓｅｎｓｏｒ?ｏｆ?ｃｏａｔｉｎｇ?ｏｎ?ｐａｐｅｒ，?（ｂ）?Ｔｈｅ?ｓｅｎｓｏｒ?ｏｆ??ｃａｓｔ?ｆｉｌｍ，?（ｃ）?Ｔｈｅ?ｓｅｎｓｏｒ?ｏｆ?ｎａｎｏｆｉｂｅｒ?ｆｉｌｍ??３．２纳米纤维膜的特征及性能研究??３．２．１纳米纤维膜的结构??该材料在静电纺丝技术下能形成粉色的膜，外观柔软，电子显微镜（ＳＥＭ）的??图像证明，在微观状态下可观察到平滑、均匀和连续的纳米纤维丝。纯聚乳酸纤维??膜有明显的走珠现象（图９ａ），含花青素的纤维膜随着花青素含量的增加纤维直径??呈减小趋势（图９ｂ－ｃ），聚乳酸空白膜直径主要分布在５００ｎｍ左右，而含有０．４％花??青素膜的直径主要分布在２５０ｎｍ左右，出现这种情况的原因可能是因为本次实验为??了增加花青素的含量用了相对较多的难挥发性溶剂ＤＭＦ，导致在纺丝过程中溶剂无??法彻底挥发，因而出现串珠的现象，随着花青素的加入纺丝液的浓度逐渐增加串珠??形状由球形逐渐变成纺锤形最终消失形成直径均匀的纤维【１１４］。另一种原因可能是提??取出的花青素上残留了少量盐酸，所以随着花青素含量的增加纺丝溶液的电导率随??之增加，从而增大了静电拉伸力，使纳米纤维变得更细。研宄表明，通过静电纺丝??获得的纳米纤维直径越小，比表面积就会越大，对提高标签的灵敏度就越高［１１５］。??ａ＿＿＿＿画曝??＿＿１圓—
【参考文献】：
期刊论文
[1]pH响应型智能抑菌包装垫的制备及在冷鲜羊肉中的应用[J]. 孙武亮,刘晓娟,董信琛,逯泽宇,周志敏,王朋洋,孙文秀. 包装工程. 2020(05)
[2]提取剂对紫薯花青素提取效果的影响及pH响应[J]. 朱安娜,方兰兰,余晶,张涛,王家俊. 包装学报. 2019(05)
[3]不同贮藏温度下滩羊肉pH值的近红外高光谱动力学模型建立[J]. 任迎春,刘贵珊,张晶晶,白杰. 发光学报. 2019(03)
[4]不同基材复配紫薯花青素制备智能指示膜及其应用[J]. 蒋光阳,肖力源,王章英,陈安均,吴贺君,张志清. 食品科学. 2019(13)
[5]基于玫瑰茄花青素的猪肉新鲜度智能指示膜研究[J]. 邹小波,张俊俊,石吉勇,蒋彩萍,翟晓东,王圣,赵号,梁妮妮. 食品科学. 2017(23)
[6]不同品种紫肉甘薯抗氧化能力及花色苷成分分析[J]. 邹波,曾丹,吴继军,余元善,肖更生,徐玉娟. 食品科学. 2018(02)
[7]马铃薯淀粉基抗菌可食膜对冷却肉保鲜效果的研究[J]. 王利强,贾超,游柳青,张新昌,卢立新,刘碧茜. 功能材料. 2015(12)
[8]超细纤维熔体微分静电纺丝原理及设备[J]. 杨卫民,李好义,陈宏波,钟祥烽. 橡塑技术与装备. 2014(02)
[9]花色苷对高等植物器官颜色的决定及其影响因素[J]. 支伟特,赵昶灵,陈中坚,缪康汝,陈文龙,毛乐心. 热带亚热带植物学报. 2012(03)
[10]肉制品的食用品质及其评价[J]. 张秋会,赵改名,李苗云,柳艳霞,黄现青,高晓平,孙灵霞,张建威,田玮. 肉类研究. 2011(05)
博士论文
[1]单向预拉伸对聚乳酸及其多组分体系结构和性能的影响研究[D]. 陈云静.中国科学技术大学 2019
[2]聚乳酸基复合材料降解行为及机制的研究[D]. 吕闪闪.东北林业大学 2019
[3]静电纺丝中形貌控制及其应用[D]. 傅杰财.兰州大学 2014
[4]聚乳酸结晶和熔融行为及成核剂调控结晶研究[D]. 宋平.大连理工大学 2014
[5]仿生触觉与常规方法检验肉品新鲜度的研究[D]. 佟月英.吉林大学 2011
硕士论文
[1]不同酸碱度下花青素的光学性质、抗氧化活性的研究及应用[D]. 童馨苇.山西大学 2017
[2]花青素活性智能包装膜研制及其对猪肉的保鲜与新鲜度检测[D]. 王圣.江苏大学 2017
[3]分散相诱导聚乳酸结构变化及其水解行为的研究[D]. 汪杨鹏.西南交通大学 2016
[4]Cyanidin-3-diglucoside-5-glucoside共色体抗氧化性及热稳定性研究[D]. 陆漫漫.上海交通大学 2016
[5]紫苏中多酚类天然活性成分的结构解析与功能研究[D]. 何彦康.华东理工大学 2015
[6]蓝莓叶片原花青素的提取、分离及抗氧化活性研究[D]. 刘静.福建农林大学 2014
[7]不同花青素提取物的组成、稳定性及抗氧化性比较研究[D]. 李敏.南京财经大学 2013
[8]冷冻储藏和反复解冻对鸡肉品质的影响研究[D]. 朱民望.新疆农业大学 2012
[9]静电纺丝法制备聚乳酸及改性聚乳酸纳米纤维[D]. 朱婧彬.山东大学 2007
本文编号：3521464
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图５焚光染料ｐＨ感应原理图（Ａ）基于吸收和（Ｂ）基于荧光的ｐＨ感应机制原理的示意图??Ｆｉｇｕｒｅ．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐＨ?ｓｅｎｓｉｎｇ?ｆｏｒ?ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ?ｄｙｅｓ．?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｐＨ?ｓｅｎｓｉｎｇ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｎ?（Ａ）??ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ－ｂａｓｅｄ?ａｎｄ?（Ｂ）?ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ－ｂａｓｅｄ??
?内蒙古农业大学硕士学位论文?２３＿??３结果与分析??３．１固体染料的应用??３．１．１花青素的ｐＨ敏感性??图６显示了花青素溶液在不同ｐＨ值下的颜色变化。从图中我们可以明显发现，??花青素暴露于不同的ｐＨ值时（ｐＨ＝２－１４），颜色从红色变为金黄色。花青素的颜色??在弱酸性、中性和弱碱性ｐＨ值下完全可以区分，该范围（ｐＨ＝４－８）适合跟踪肉和??鱼产品的品质变化。在这里值得研宄的是花青素指示剂显示出对ＰＨ缓冲液的高的??敏感性，全程的颜色反应时间小于５ｓ的时间。花青素指示剂暴露在ｐＨ?＝?２时显示??出红色，然后在ｐＨ?＝?４时显示粉红色。当花青素指示剂与ｐＨ?＝?６的缓冲液接触时，??该粉红色变深。在ｐＨ值为８时，它呈现出浅紫色，随着ｐＨ值增加（ｐＨ?８－１０）颜??色随之加深。此外，指示剂在ｐＨ值为１２和１４时分别变成棕黄色和金黄色。为此，??也有人报告了将淀粉／?ＰＶＡ膜中掺入的紫色甘薯花青素在ｐＨ?１－１４范围内的颜色从??浅红色变为黄色。根据结果，在不同的ｐＨ值下，肉眼可以清楚地看到花青素指示??剂颜色的变化［１１１］。这些变化可能是由于花青素的化学结构转变所致。在ｐＨ＝２．０－４．０??时，花青素主要以黄色盐离子的形式存在，溶液呈红色。在ＰＨ?４．０－６．０时，它们的??结构逐渐转变为醌结构，因此红色减弱变为粉红色，在ｐＨ?８．０－１０．０时，它们的结构??又转变成为假碱，颜色逐渐变为紫色：最后，当ＰＨ值大于１〇．〇时，花青素在强碱??性环境中会降解，颜色直接变为黄色，结构变化示意图如图７所示［１１２］。??＿＿＿＿＿＿＿??〇?：?ｆ４?？６／?１８?ｌｏ?ｌ＼２ｉ?＇１４??图６
?内蒙古农业大学硕士学位论文?２５＿??Ｔ—?。??图８固体染料的应用。（ａ）纸上涂层的传感器（ｂ）铸造传感器薄膜（ｃ）纳米纤维传感器薄膜??Ｆｉｇｕｒｅ．８?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｏｌｉｄ?ｄｙｅｓ．?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｏｌｉｄ?ｄｙｅｓ?（ａ）?Ｔｈｅ?ｓｅｎｓｏｒ?ｏｆ?ｃｏａｔｉｎｇ?ｏｎ?ｐａｐｅｒ，?（ｂ）?Ｔｈｅ?ｓｅｎｓｏｒ?ｏｆ??ｃａｓｔ?ｆｉｌｍ，?（ｃ）?Ｔｈｅ?ｓｅｎｓｏｒ?ｏｆ?ｎａｎｏｆｉｂｅｒ?ｆｉｌｍ??３．２纳米纤维膜的特征及性能研究??３．２．１纳米纤维膜的结构??该材料在静电纺丝技术下能形成粉色的膜，外观柔软，电子显微镜（ＳＥＭ）的??图像证明，在微观状态下可观察到平滑、均匀和连续的纳米纤维丝。纯聚乳酸纤维??膜有明显的走珠现象（图９ａ），含花青素的纤维膜随着花青素含量的增加纤维直径??呈减小趋势（图９ｂ－ｃ），聚乳酸空白膜直径主要分布在５００ｎｍ左右，而含有０．４％花??青素膜的直径主要分布在２５０ｎｍ左右，出现这种情况的原因可能是因为本次实验为??了增加花青素的含量用了相对较多的难挥发性溶剂ＤＭＦ，导致在纺丝过程中溶剂无??法彻底挥发，因而出现串珠的现象，随着花青素的加入纺丝液的浓度逐渐增加串珠??形状由球形逐渐变成纺锤形最终消失形成直径均匀的纤维【１１４］。另一种原因可能是提??取出的花青素上残留了少量盐酸，所以随着花青素含量的增加纺丝溶液的电导率随??之增加，从而增大了静电拉伸力，使纳米纤维变得更细。研宄表明，通过静电纺丝??获得的纳米纤维直径越小，比表面积就会越大，对提高标签的灵敏度就越高［１１５］。??ａ＿＿＿＿画曝??＿＿１圓—
【参考文献】：
期刊论文
[1]pH响应型智能抑菌包装垫的制备及在冷鲜羊肉中的应用[J]. 孙武亮,刘晓娟,董信琛,逯泽宇,周志敏,王朋洋,孙文秀. 包装工程. 2020(05)
[2]提取剂对紫薯花青素提取效果的影响及pH响应[J]. 朱安娜,方兰兰,余晶,张涛,王家俊. 包装学报. 2019(05)
[3]不同贮藏温度下滩羊肉pH值的近红外高光谱动力学模型建立[J]. 任迎春,刘贵珊,张晶晶,白杰. 发光学报. 2019(03)
[4]不同基材复配紫薯花青素制备智能指示膜及其应用[J]. 蒋光阳,肖力源,王章英,陈安均,吴贺君,张志清. 食品科学. 2019(13)
[5]基于玫瑰茄花青素的猪肉新鲜度智能指示膜研究[J]. 邹小波,张俊俊,石吉勇,蒋彩萍,翟晓东,王圣,赵号,梁妮妮. 食品科学. 2017(23)
[6]不同品种紫肉甘薯抗氧化能力及花色苷成分分析[J]. 邹波,曾丹,吴继军,余元善,肖更生,徐玉娟. 食品科学. 2018(02)
[7]马铃薯淀粉基抗菌可食膜对冷却肉保鲜效果的研究[J]. 王利强,贾超,游柳青,张新昌,卢立新,刘碧茜. 功能材料. 2015(12)
[8]超细纤维熔体微分静电纺丝原理及设备[J]. 杨卫民,李好义,陈宏波,钟祥烽. 橡塑技术与装备. 2014(02)
[9]花色苷对高等植物器官颜色的决定及其影响因素[J]. 支伟特,赵昶灵,陈中坚,缪康汝,陈文龙,毛乐心. 热带亚热带植物学报. 2012(03)
[10]肉制品的食用品质及其评价[J]. 张秋会,赵改名,李苗云,柳艳霞,黄现青,高晓平,孙灵霞,张建威,田玮. 肉类研究. 2011(05)
博士论文
[1]单向预拉伸对聚乳酸及其多组分体系结构和性能的影响研究[D]. 陈云静.中国科学技术大学 2019
[2]聚乳酸基复合材料降解行为及机制的研究[D]. 吕闪闪.东北林业大学 2019
[3]静电纺丝中形貌控制及其应用[D]. 傅杰财.兰州大学 2014
[4]聚乳酸结晶和熔融行为及成核剂调控结晶研究[D]. 宋平.大连理工大学 2014
[5]仿生触觉与常规方法检验肉品新鲜度的研究[D]. 佟月英.吉林大学 2011
硕士论文
[1]不同酸碱度下花青素的光学性质、抗氧化活性的研究及应用[D]. 童馨苇.山西大学 2017
[2]花青素活性智能包装膜研制及其对猪肉的保鲜与新鲜度检测[D]. 王圣.江苏大学 2017
[3]分散相诱导聚乳酸结构变化及其水解行为的研究[D]. 汪杨鹏.西南交通大学 2016
[4]Cyanidin-3-diglucoside-5-glucoside共色体抗氧化性及热稳定性研究[D]. 陆漫漫.上海交通大学 2016
[5]紫苏中多酚类天然活性成分的结构解析与功能研究[D]. 何彦康.华东理工大学 2015
[6]蓝莓叶片原花青素的提取、分离及抗氧化活性研究[D]. 刘静.福建农林大学 2014
[7]不同花青素提取物的组成、稳定性及抗氧化性比较研究[D]. 李敏.南京财经大学 2013
[8]冷冻储藏和反复解冻对鸡肉品质的影响研究[D]. 朱民望.新疆农业大学 2012
[9]静电纺丝法制备聚乳酸及改性聚乳酸纳米纤维[D]. 朱婧彬.山东大学 2007
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