本研究介绍了一种新型的壳聚糖与海藻酸钠双层膜,具备pH指示功能和紫外线防护特性。该双层膜由海藻酸钠层和壳聚糖层组成,海藻酸钠层内含花青素以实现pH指示,而壳聚糖层则添加了二氧化钛、二氧化硅或氧化锌等紫外线防护组分。制备过程包括独立制备海藻酸钠与花青素溶液、壳聚糖与防护组分溶液,随后通过逐层流延、挤出或分层成膜技术形成双层结构。这种设计不仅提高了花青素的稳定性和利用率,还确保了双层膜在长期使用中保持稳定的pH指示效果。
背景技术
肉类和海产品中富含人体所需的微量元素和高蛋白,但它们却很容易变质,食物变质引起的食源性致病菌会危害人类健康。基于经验的预先确定的保质期不能提供食品的实时新鲜度,这将导致误食变质食品或浪费食品。在肉类食品腐败过程中,由于蛋白质的分解产生大量氨与胺类挥发性碱性物质等,造成包装顶空碱性气氛。这些碱性气氛可以使得食品微环境的pH值发生改变。因此,具有pH值指示作用的食品包装薄膜可以实时显示此类食品的新鲜程度。
花青素是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素,在酸性条件下表现为正电荷,其分子结构随pH值的变化而变化,导致它在不同的pH值下呈现不同的颜色。与姜黄素、甜菜碱和紫草素等天然色素相比,花青素在不同pH值下表现出更丰富的色彩,因此花青素是一种理想的pH值指示剂。然而,花青素容易受紫外线、温度和氧气的影响而发生降解,其中紫外线对花青素稳定性的影响最为显著。
中国专利CN114409975A公开了一种以壳聚糖为基体材料,添加蓝莓花青素的壳聚糖-蓝莓花青素可食性膜;中国专利CN113045802A以蓝莓花青素和淀粉作为主要成膜材料,以连结剂和增塑剂为辅料配制成溶液,再经流延成膜制得一种蓝莓花青素可食性复合膜。然而这些薄膜中的花青素结构稳定性较差,降低了薄膜的pH值指示作用的稳定性。
实现思路