摘要
肉类在受到外部和内部因素（酶、微生物、温度等）的作用下，其质量安全会发生一定程度的下降。因此，在肉类供应链中开发一种可靠且快速的检测方法，以实时告知产品质量变得至关重要。但是，传统生化检测方法由于其繁琐已经不再方便用于现代化的快速检测。近年来研究人员开发出一系列智能标签来监测食品的新鲜度。其中，以薄膜作为基质的智能标签最为广泛。但是以水凝胶为基质的用于监测肉类的智能标签却比较少见。因此，本研究以壳聚糖水凝胶作为基质，开发制备了一种胺响应性水凝胶，这种水凝胶具有开发作为猪肉和鱼肉新鲜度监测智能标签的潜力。研究主要内容包括： （1）壳聚糖基水凝胶的制备及表征。以希夫碱反应为机理，采用氧化没食子酸作为交联剂制备一种新型的壳聚糖基水凝胶。通过评价不同条件下得到的水凝胶的机械性能和微观结构，确定水凝胶制备过程中最佳的没食子酸浓度为3mg/mL、过氧化氢浓度为5mg/mL和冷冻方式为-18℃冷冻12h。此外，这种水凝胶的制备方法是通过冻融这种简单的方法得到，过程中并未使用其它化学物质。最终对水凝胶的表征结果显示其具有优异的机械性能和生物相容性。 （2）胺响应性水凝胶的制备。首先评价了溴酚蓝-甲基红复合指示剂溶液对pH、胺类物质的响应性，包括氨水、不同种类的脂肪族生物胺。结果显示，指示剂溶液对以上物质具有优异的响应性，其中，对丁二胺溶液的检测下限可达0.75ppm。接着将壳聚糖基水凝胶与指示剂溶液混合得到胺响应性水凝胶，并且评价了其对氨气的响应性。结果表明这种水凝胶表现出对氨气灵敏的响应性。 （3）可视化监测肉类新鲜度。首先将胺响应性水凝胶与肉样置于同一空间来评价他们的响应性。在这个过程中通过分析肉样的新鲜度包括菌落总数和挥发性盐基氮含量，确定了样品在第5天已经变质。此外，电子鼻中代表氮氧化物、甲烷等短链烷烃、萜烯和有机硫化合物、醇醚醛酮类化合物敏感的传感器表现出对肉羊环境的响应性。储藏期间，胺响应性水凝胶颜色有明显改变，对肉样新鲜度具有响应性，它们之间存在很强的正相关性。猪肉储藏过程中，水凝胶色差ΔE与菌落总数和挥发性盐基氮含量相关系数分别为0.9895和0.9246。鱼肉储藏过程中水凝胶色差ΔE与菌落总数和挥发性盐基氮含量之间也存在很强的正相关性，相关系数分别为0.97和0.9582。胺响应性水凝胶可以作为监测猪肉和鱼肉的智能标签。 综上所述，本论文主要是制备了一种壳聚糖基水凝胶，确定了其制备条件，并且通过表征分析出水凝胶具有优异的机械性能和生物相容性。接着将其作为载体与溴酚蓝-甲基红复合指示剂溶液混合制备成胺响应性水凝胶。通过测定指示剂溶液的响应性，确定了其对胺类物质具有灵敏的响应性。胺响应水凝胶对氨气也具有响应性。最后将胺响应性水凝胶应用于监测猪肉和鱼肉的新鲜度。猪肉和鱼肉样品在第5天发生了变质，达到了不可接受程度。水凝胶颜色也发生了明显改变，并且与新鲜度具有很强的相关性，可用于监测肉类的新鲜度。
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