[发明专利]易变质产品保质期的变色指示剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明申请涉及一种变色指示技术及相关材料，尤其涉及一种用来指示易变质产品保质期的变色材料和相关技术。

背景技术

食品、饮料、医疗药品等属于易变质产品(Perishable Goods)，因其很容易受微生物繁殖、有效成份分解或氧化等因素影响而变质，因此，其产品包装上需标明保质期。绝大多数情况下，产品包装上所标示的保质期是在“该产品在运输、储藏、销售过程中始终在适当条件下（如适当温度、适当气氛、封装无破损、产品无污染等）保存”这一前提下估算得到的。由于产品在运输、储藏、销售过程中不可避免地经历温度变化，而温度是影响产品质量的重要因素之一，因此，现阶段产品包装上所标示的保质期并不具有充分的可信度，这一问题可能会对公众健康安全产生巨大威胁。

目前已有一些技术致力于解决这一问题，如采用数据记录器(Datalogger)跟踪并记录产品所经历的温度变化，但这些技术往往成本较高，且难以完全覆盖产品“从生产商到消费者”的整个过程，而且消费者很难直观读取其中所记录的信息。因此，发展一种廉价且简便易行的、可以跟踪并记录产品的温度历程并直观显示这些信息的技术及相关材料，具有极其重要的意义。

发明内容

本发明针对现有的易变质产品质量控制、监测技术中存在的上述不足之处，提供一种简便易行、可指示易变质产品保质期的技术和材料。

本发明使用一类具有变色现象(Chromism)的化学反应来跟踪产品，模拟其变质动力学过程，并指示产品质量和保质期。这类化学反应体系可以以溶液形式存在，也可以经过固态化，制备成水凝胶的形式以供实际应用。

本发明的目的是提供一种指示易变质产品保质期的技术、指示剂材料及其制备方法。为解决指示易变质产品保质期这一问题，本发明提出一种易变质产品保质期的变色指示剂的制备方法，其步骤为：

1）配制含氯离子或溴离子的表面活性剂水溶液、可溶性抗坏血酸盐水溶液、可溶性弱酸或弱酸盐水溶液和可溶性银盐水溶液，所述四种水溶液浓度均不小于0.1mM；

2）将最大消光波长不小于700nm的金纳米棒溶液与步骤1）中四种水溶液混合，得到指示剂，进行变色反应，调节指示剂中金纳米棒的浓度，使溶液在500-520nm处的光学密度不小于0.1cm^-1；所述指示剂中可溶性银盐用量不小于金纳米棒溶液中金的物质的量的4倍，其它试剂用量根据指示对象保质期调节。

室温下溶液颜色会由红色变为橙色、黄色、绿色，所述由红色变为绿色的过程所需时间通过调节指示剂加入量及浓度比例，调节变色反应速率。

向指示剂中加入成胶剂可将其固态化，得到以水凝胶形式的变色指示剂，所述成胶剂包括：琼脂、明胶、卡拉胶等所有与水能形成水凝胶的成胶剂。

本发明提出一种易变质产品保质期的变色指示剂，由溶液浓度均不小于0.1mM的含氯离子或溴离子的表面活性剂水溶液、可溶性抗坏血酸盐水溶液、可溶性弱酸或弱酸盐水溶液、可溶性银盐水溶液和消光波长一定的金纳米棒溶液组成，

所述指示剂中可溶性银盐含量不小于金纳米棒溶液中金的物质的量的4倍；

所述金纳米棒在指示剂中500-520nm处的光学密度不小于0.1cm^-1；所述金纳米棒最大消光波长不小于700nm。

含氯离子或溴离子的表面活性剂水溶液包括：十六烷基三甲基氯化铵CTAC、十六烷基三甲基溴化铵等所有可使贵金属纳米颗粒稳定分散的含氯或溴离子的表面活性剂。

可溶性抗坏血酸盐水溶液包括：抗坏血酸(AA)及所有可溶性抗坏血酸盐。

可溶性弱酸或弱酸盐水溶液包括:乙酸及所有可溶性乙酸盐。

可溶性银盐包括：乙酸银、高氯酸银的所有水溶性银盐。

本发明还提出一种易变质产品保质期的变色指示方法:

1)测量易变质产品在不同温度下特定质量参数随时间变化情况，得到相应温度下的产品变质所需时间；

2）通过调节含氯离子或溴离子的表面活性剂水溶液、可溶性抗坏血酸盐水溶液、可溶性弱酸或弱酸盐水溶液和金纳米棒溶液的浓度，使相应温度下易变质产品由红色变为绿色所需要的时间与产品变质所需要的时间相等；

3）根据易变质产品变色过程，得到溶液颜色与产品的变质程度对应关系，指示易变质产品保质期。

变质产品特定质量参数为：菌群数量、有效成份含量、有害成份含量等。

本发明申请所述的变色指示剂具有以下优点：