作者：李寧; 肖婷; 章騫; 陳曉梅; 陳曦
摘 要 傳統的肉類新鮮度指示卡采用pH型指示劑，受環境因素影響大，容易造成假陽性結果。本研究以麥氏酸活化呋喃 (Meldrum′s activated furan， MAF)為揮發性胺指示劑，聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)為載體，設計了一種用于檢測魚肉新鮮度的MAF/PVC薄膜。通過旋轉涂布法制備薄膜，以NH3為模型物，考察了薄膜的傳感性能。結果表明，MAF質量含量為15%、旋轉涂布速度為2000 r/min時制得的薄膜對NH3傳感效果最好。以MAF/PVC薄膜為新鮮度指示卡，貼于裝有鮮魚肉的托盤包裝內。測定MAF/PVC薄膜的亮度(L)、紅色度(a)、黃色度(b)值，并根據MAF/PVC薄膜響應前后的L、a、b值計算色差值(ΔE); 同時，測定魚肉樣品中的總揮發性鹽基氮(Total volatile basic nitrogen， TVB-N)含量。結果表明，MAF/PVC薄膜的ΔE值變化趨勢與樣品中TVB-N含量具有良好的相關性，可準確、快速指示魚肉的新鮮度，在水產品新鮮度檢測中具有良好的應用前景。
關鍵詞 新鮮度指示卡; 魚肉; 麥氏酸活化呋喃
1 引 言
新鮮度是評價水產品質量的重要指標之一，對水產品品質及原料的加工適性有重要影響。水產品新鮮度評價方法主要包括常規的感官評價法、微生物檢測法[1]、高效液相色譜法[2]，以及近年來發展起來的電子鼻[3]、電子舌[4]和高光譜成像法等[5]。但這些方法普遍存在樣品前處理過程復雜、操作繁瑣、成本高等缺點，難以滿足現場快速檢測的要求。相比較而言，新鮮度指示器法可以通過直觀的顏色變化反映包裝內部食品的新鮮程度，是一種小尺寸、低成本的無損檢測技術，在水產品新鮮度檢測中具有較好的應用潛力[6，7]。
食品在變質過程中，其蛋白質腐敗分解形成氨基酸后，在假單胞菌等的作用下發生脫氨、脫羧反應，產生大量揮發性胺如氨氣、三甲胺等，這些胺的存在會使包裝空間內pH值上升，研究者據此開發了一系列的新鮮度指示器。Zhang等[8]以洋紫荊花提取的天然染料作為指示劑，實現對豬肉和魚肉腐敗程度的檢測。Kuswandi等[9]以甲基紅和溴甲酚紫作為指示劑，實現對牛肉新鮮度的檢測。Dudnyk等[10]從卷心菜中提取花色苷作為指示劑，設計以果膠為載體的新鮮度傳感器，用于檢測牛肉和牙鱈的新鮮度。由于這些新鮮度指示器采用的指示劑均為pH敏感型材料，容易受到溫度、濕度、干擾氣體等環境因素的影響，造成指示劑顯色不準確。因此，開發對揮發性胺具有高特異性、靈敏響應的傳感材料，是實現準確檢測食品新鮮度的重要途徑。
給體-受體斯坦豪斯加合物(Donor-acceptor Stenhouse adducts，DASAs)是一類新穎的光敏感分子，2014年由加州大學圣芭芭拉分校Read de Alaniz課題組首次合成[11]。在長波長光(可見光或近紅外光)的作用下，DASAs可發生鏈狀與環狀變換，產生新的結構與性質。研究表明，麥氏酸活化的呋喃(Meldrum′s activated furan， MAF)可與胺類化合物發生開環反應，形成高摩爾光吸收的DASAs[12，13]，這為制備魚肉鮮度標簽提供了良好的理論依據。聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)是一種熱塑性材料，具有無毒、重量輕、成本低及加工簡單等特性，廣泛應用于工業制品、食品包裝及化學傳感等領域[14～17]。
本研究以MAF為揮發性胺的指示劑，PVC為載體，通過旋涂法制備MAF/PVC薄膜，以NH3為揮發性胺的模型物，優化了薄膜的制備條件。利用MAF/PVC薄膜對魚肉新鮮度進行檢測，并以樣品總揮發性鹽基氮(Total volatile basic nitrogen， TVB-N)含量變化趨勢為參照，評價薄膜的檢測性能，為此薄膜的進一步推廣應用提供了實驗依據。
2 實驗部分
2.1 儀器與試劑
S-4800掃描電子顯微鏡(日本日立株式會社); ALPHA II傅立葉紅外光譜分析儀(德國布魯克公司); Easycoater 4旋轉涂布機(江陰市佳圖科技有限公司); ME 204分析天平(梅特勒-托利多國際貿易有限公司); 半微量凱氏定氮儀(金壇市晶玻實驗儀器廠); Arium comfort II超純水系統(賽多利斯科學儀器有限公司); RE52-AA旋轉蒸發儀(上海亞榮生化儀器廠)。
丙二酸環異丙酯(純度98%)、甲胺(純度33%)、三甲胺(純度20%)(美國Sigma-Aldrich公司); PVC(K-value 72-71)、糠醛(純度99%)、四氫呋喃(純度99%)(上海麥克林生化有限公司); 載玻片(鹽城飛舟玻璃有限公司)。 其它溶劑及無機鹽均為市售分析純試劑。白鯽魚、鱸魚購于廈門集美農貿市場; 實驗用水為超純水(18.2 MΩ·cm)。
2.2 實驗方法
2.2.1 MAF的制備 采用一鍋法合成MAF[11]。分別稱取961 mg丙二酸環異丙酯和1.51 g糠醛，加入純水中，75℃攪拌2 h，得到黃色沉淀。過濾，收集沉淀，用二氯甲烷溶解。將得到的溶液分別用飽和NaHSO3溶液、水、飽和NaHCO3溶液、飽和NaCl溶液萃取，有機層用無水MgSO4干燥，旋轉蒸發除去溶劑，得到亮黃色晶體。
2.2.2 MAF/PVC薄膜的制備 將0.8 g PVC加入10 mL 四氫呋喃中攪拌至完全溶解，再加入0.5～2.5 g MAF攪拌混勻，制成薄膜前驅液。將載玻片切割成2.5 cm ×2.5 cm的矩形后，分別用乙醇、丙酮和水超聲處理30 min，氮氣吹干，備用。取600 μL前驅液滴加到處理后的載玻片上，使用旋轉涂布機進行涂布，室溫干燥后，將MAF/PVC薄膜從載玻片上分離并進行裁剪。
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