[发明专利]一种化学智能标签组件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及时间-温度指示技术领域，特别是涉及一种化学智能标签组件及其制备方法。

背景技术

食品的保质期是预包装食品在标签指明的贮存条件下，保持品质的期限。在此期限内，产品完全适于销售，并保持标签中不必说明或已经说明的特有品质。通过食品保质期，消费者可以了解所购产品的质量状况，生产商可以指定正确的流通途径和销售模式。

食品是一个多元的、活跃的复杂体系，和食品品质有关的微生物增殖、酶反应、物化变化等都可能会在同一时间发生，而外界一些条件如温度、湿度也会影响这些反应的进行，尤其是温度对保质期的影响至关重要。现有的对食品是否还可以食用的判断主要依据是包装上印刷的保质期，但是在整个储运阶段，温度具有不可测性，因此印刷的日期不能真实的反应产品的质量状况，比如有一些需要冷藏的食品在运输过程中没有使用规定的冷藏车，就会造成食物在食品包装的保持期内已经发生变质，由此引发的孕妇流产和食物中毒事件近几年来时有发生，这给我国食品安全问题提出了严峻的挑战，在各种食品质量问题频发的现代社会，我们更应该注重食品安全问题，提高生活质量。

时间-温度指示器(Time-Temperature Indicator，TTI)是一种易于测量或观察的和时间、温度变化相关的简单的装置，其变化反映食品全程或部分所处的温度情况，能够指示所监视的食品经历的温度变化过程，进而可能根据温度变化过程估计食品的变质范围和剩余货架期。其反应原理有机械的、化学的、电化学、酶反应、微生物等方面的不可逆变化，这种变化是与温度相关的，而且是连续累积的，变化的结果最后通常以可见的物化现象如颜色变化反映出来。

TTI装置40多年前就已提出来，并已应用于需冷藏的生物制品疫苗上，在食品上的应用，始于上世纪末，主要针对那些对温度较敏感的冷藏、冷冻食品，如鲜牛奶、冷冻鱼、肉、海鲜产品等。目前世界上商业用的TTI主要有三类：第一类是3M公司的3M Monitor Mark，它是一种利用扩散原理的TTI，依赖于其中的化学物质在扩散迁移的过程中发生的颜色反应，即通过有色脂肪酸酯在吸水性优良的多孔纸芯上的扩散距离作为响应值来记录温度随时间的变化，当储藏温度低于酯质的熔点时，指示器不响应；当储藏温度高于酯质的熔点时，指示剂则开始响应，扩散型指示器的适用温度范围与所选择的酯质的类型有关；第二类是VITSAB公司的Vist ab Check Point，这种TTI的原理是基于一种脂质底物在受控条件下发生酶促水解使pH降低从而引起酸碱指示剂的颜色发生变化，温度越高，酶催化脂类底物水解释放的质子的速度越快，其颜色变化随着时间的延长也发生较大变化；第三类是LifeLines Technology公司的Fresh Check，其原理是化学聚合反应，形成有颜色的聚合物，通过利用无色炔类单体固相聚合后形成不透明有色聚合物后产生的颜色变化来记录温度变化，聚合反应随着温度升高而加速，从而导致指示器颜色更快变深，该时间-温度指示器在使用前必须冷冻保藏，以免反应激活。

以上类型的指示分别具有不同的局限性。如对于反应型的时间-温度指示器，一方面需要封装气体或液体，需要用脂质膜作分隔，当温度超过脂质膜的熔点后，两种物质混合再进行化学反应。一方面在脂质膜没有破损之前的温度影响不能记录，其二，一旦反应，其反应完全的界限不易界定。一般作为一种不能超过某温度的指示器较为合适，不能全面反映时间和温度的综合影响。对于扩散型的3M公司的产品，它能很好的综合时间和温度的因素，但由于溶液中水与颜料在扩散时会在多孔纸上发生了扩散速度不同而导致的分离现象，其结果是颜色扩散界面不齐整，不清晰，不分明。

尽管，TTI能够改善食品的品质，减少食品浪费，给予消费者更真实的品质保证，但直到今日，因经济性、可行性及实用性的原因受到一定的限制，只有为数不多的指示器产品投入到商业市场。作为很有前景的保质期预报装置，人们对TTI的研究及应用方兴未艾，不断有新的专利出现。例如：

专利号为200720032925.x的实用新型专利公开了一种温度时间指示标签，该标签包括盛装扩散液的储藏池和载有扩散层的标签底板，其中，扩散液中可以含有色素、染料或是能与扩散层反应的物质，扩散液通过密封或隔离物与外界隔离，撤除隔离后标签被激活，此时，扩散液通过毛细管线向扩散层扩散，其扩散距离由环境温度和扩散时间决定，适于货物在储存、运输过程中的监控，但是该指示标签制作工序十分复杂。