一种多级响应梯度的多水果适配型采后新鲜度智能指示标签及其制备方法与应用

本发明属于食品智能包装及果蔬保鲜物流，具体涉及一种多级响应梯度的多水果适配型采后新鲜度智能指示标签及其制备方法与应用。

背景技术：

1、传统水果新鲜度检测（如计算机视觉、高光谱成像、近红外光谱及电子鼻等）多依赖昂贵、大型的分析仪器，难以在终端零售及家庭储藏场景中普及。新兴的可视化智能指示标签弥补了这些不足。然而，目前市售或研究中的智能标签多存在以下缺陷：

2、基质性能缺陷：单一的淀粉基薄膜由于不是热塑性，存在脆性大、机械性能差、亲水吸湿性过高导致容易卷曲和阻隔性差的问题，应用场景受限。

3、应用范围单一：目前国内外研究多聚焦于畜禽和水产类动物性食品的监测，对果蔬采后复杂的呼吸动力学适配性较差。

4、响应梯度缺失：传统标签监测范围窄、灵敏度固定，无法同时覆盖常温高代谢和低温冷链低代谢等多元消费场景，难以实现对果品新鲜度起点、品质拐点及食用极限点的全时程精准捕捉。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种多级响应梯度的多水果适配型采后新鲜度智能指示标签，包括载体基质、混合指示剂、交联剂、增塑剂和缓冲调理剂；

2、所述载体基质为淀粉与纸基材料的复合材料；

3、所述混合指示剂为甲基红与溴百里酚蓝的混合溶液；

4、所述交联剂为多价金属盐交联剂；

5、所述缓冲调理剂为碱性ph调节剂。

6、进一步的，所述纸基材料为中速滤纸。

7、进一步的，所述缓冲调理剂为氢氧化钠溶液，所述多价金属盐交联剂为氯化钙。

8、进一步的，所述甲基红与溴百里酚蓝的质量比为1:1，混合指示剂溶液的总质量浓度为5 g/l～15 g/l。

9、进一步的，所述标签通过调控氯化钙的添加量和成膜糊化液的初始ph值，形成具有不同变色响应梯度的标签阵列。

10、本发明还提供了上述多级响应梯度的多水果适配型采后新鲜度智能指示标签的制备方法，包括以下步骤：

11、步骤一：将甲基红与溴百里酚蓝按比例混合溶于纯净水中，配制得到混合指示剂溶液；

12、步骤二：将淀粉加入纯净水中分散，加入甘油，加热糊化后冷却，加入所述混合指示剂溶液，搅拌均匀，得到成膜糊化液；

13、步骤三：向所述成膜糊化液中加入氯化钙和氢氧化钠溶液，调控交联强度和初始ph值，脱泡后得到具有特定响应梯度的指示剂淀粉糊化液；

14、步骤四：将纸基材料浸入纯淀粉预处理液中处理后平铺，在纸基材料半干状态下涂布所述指示剂淀粉糊化液，烘干成型，得到所述智能指示标签。

15、进一步的，所述步骤一中，甲基红与溴百里酚蓝的质量比为1:1，混合指示剂溶液的总质量浓度为5 g/l～15 g/l。

16、进一步的，所述步骤三中，氯化钙的添加量为0～3.0 w/v%，氢氧化钠溶液的浓度为1 mol/l，成膜糊化液的初始ph值调控范围为7.5～12.5。

17、进一步的，所述步骤四中，纯淀粉预处理液的ph值为7.0～9.0、浓度为2%～5%，湿膜涂布厚度为2.0 mm～3.5 mm，烘干温度为35℃～50℃，烘干时间为4～8小时。

18、本发明还提供了上述多级响应梯度的多水果适配型采后新鲜度智能指示标签在跃变型水果及非跃变型水果采后新鲜度监测中的应用。

19、本发明具有以下有益效果：

20、1.机械性能与防潮性能大幅度提升：本发明打破了单一淀粉基质薄膜极易吸湿卷曲、脆断的硬伤。通过引入纸基多孔纤维素网络并结合ca2+离子交联，在保持全包装材料绿色无污染、可降解特征的前提下，大幅增厚了标签物理尺度，提高了抗拉强度；且ca2+与淀粉羟基形成的配位氢键，使标签表面水接触角大幅提升至90°以上，具备出色的防潮耐湿性。

21、2.成功构建了多级变色响应梯度体系：本发明通过对无机交联度和初始ph的微观环境调控，拉开了变色动力学区间。高变色阈值组别能够耐受长效冷链中缓慢释放的低浓度co2或高呼吸强度水果的基础释放量而不提前误报；低阈值高灵敏交联组别能迅速响应酸性气体变色，可完美适配周转期极短的鲜切产品。

22、3.色彩饱和度高且商品储存极其稳定：淀粉-纸基联合结构相较于单一组分的薄膜，显色更为鲜艳，具有更高的色度饱和度，更利于消费者目视观察。在避光密封条件下贮藏42天，标签自身色差波动极小，具备极高的商品化上架稳定性。

1.一种多级响应梯度的多水果适配型采后新鲜度智能指示标签，其特征在于，包括载体基质、混合指示剂、交联剂、增塑剂和缓冲调理剂；

2.根据权利要求1所述的多级响应梯度的多水果适配型采后新鲜度智能指示标签，其特征在于，所述纸基材料为中速滤纸。

3.根据权利要求1所述的多级响应梯度的多水果适配型采后新鲜度智能指示标签，其特征在于，所述甲基红与溴百里酚蓝的质量比为1:1，混合指示剂溶液的总质量浓度为5 g/l～15 g/l。

4.根据权利要求1所述的多级响应梯度的多水果适配型采后新鲜度智能指示标签，其特征在于，所述智能指示标签为标签阵列，其包括若干个具有不同氯化钙含量和/或不同初始ph值的标签单元。

5.根据权利要求1所述的多级响应梯度的多水果适配型采后新鲜度智能指示标签，其特征在于，所述缓冲调理剂为氢氧化钠溶液，所述多价金属盐交联剂为氯化钙。

6.一种如权利要求1至5任一项所述的多级响应梯度的多水果适配型采后新鲜度智能指示标签的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，甲基红与溴百里酚蓝的质量比为1:1，混合指示剂溶液的总质量浓度为5 g/l～15 g/l。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，氯化钙的添加量为0～3.0 w/v%，氢氧化钠溶液的浓度为1 mol/l，成膜糊化液的初始ph值调控范围为7.5～12.5。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，纯淀粉预处理液的ph值为7.0～9.0、浓度为2%～5%，湿膜涂布厚度为2.0 mm～3.5 mm，烘干温度为35℃～50℃，烘干时间为4～8小时。

10.一种如权利要求1至5任一项所述的多级响应梯度的多水果适配型采后新鲜度智能指示标签或根据权利要求6至9任一项所述方法制备的多级响应梯度的多水果适配型采后新鲜度智能指示标签在跃变型水果和/或非跃变型水果采后新鲜度监测中的应用。