Food Chemistry:可视化智能标签在肉类新鲜度评价中的应用

2024-07-24 05:07   美国  

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可视化智能标签在肉类新鲜度评价中的应用

导  读

2024年7月20日,中国人民解放军海军军医大学Li Dan、中国农业科学院加工所张春红、苏州科技大学Ye Changqing等在国际食品Top期刊《Food Chemistry》(Q1,IF: 8.5)发表题为“Application of visual intelligent labels in the assessment of meat freshness”的综述性论文。

随着人们对肉类产品需求的不断增加,对其新鲜度的评价和实时监测已成为相关行业研究的重点之一。传统的新鲜度检测方法包括感官评价、微生物实验、理化指标测定等,耗时长、灵敏度低、破坏性大,因此迫切需要开发一种便捷、直观、成本低廉的检测方法。作为智能包装的代表,可视化智能标签通过测量肉类的温度、pH 值或其他指标,并将其转化为视觉信号,实现对肉类新鲜度的实时感知和监测。本文首先总结了可视化智能标签的常见类型、基本原理和研究进展,然后介绍了其在畜禽和水产品新鲜度监测中的应用,最后展望了可视化智能标签的发展前景。


综述结论

  • 消费者对食品安全的重视在很大程度上促进了可视智能标签的发展,在一些国家,这种标签已被商业化应用于监测肉类新鲜度。可视化智能标签能为消费者和生产商提供快速、准确的肉类新鲜度反馈,增强消费者的购买信心,有助于提高产品稳定性、改善品质和延长保质期,减少食物浪费,并将肉类腐败变质对环境和经济的负面影响降至最低。由于目前市场上常见的商业保鲜智能标签都是利用一些颜色反应基质或材料,其中大部分是 pH 指示标签,这些智能标签使用方便,但容易受到外部温度、酸碱度等多种因素的影响。而气体传感器和生物传感器则相对更加稳定。近年来,IMPAK 公司、三菱瓦斯化学株式会社和 Fresh Point Lab 等公司已经生产出气体传感器的商业产品,包括 Tell-Tab™、Ageless Eye™ 和 O2Sense,以及 Toxin Alert 和 SIRA Technologies 生产的 Toxin Guard™ 和 Food Sentinel®。因此,结合生物学、电子学等领域的技术,开发能专门监测产品品质的智能标签,将是未来智能标签研发的重点。


  • 目前,全球市场上保鲜指示器包装的主要生产商包括 3M、Zebra Technologies、BiosynergyLCR Hallcrest 和 NiGK Corporation 等,它们占据了全球市场的大部分份额。其他生产此类产品的公司包括 COX Technologies、DSM NV、Food Quality Sensor、RipSense™ 和 Ort Research Vanprob。许多公司也生产带有 FI 的包装,如 Fresh Tag、SensorQ、RipeSense 和 Food Fresh™。


  • 然而,可视化智能包装从实验室规模过渡到商业规模仍面临许多困难。首先,消费者对可视化智能标签的认知度较低,导致对其功效和安全性的认可度不高,影响了其商业化推广;此外,目前还没有完整的智能标签使用和生产规范,缺乏相应的评估方法和明确的监管措施。智能包装中有效成分和智能成分的毒理学评价指标不够全面有效。相关部门应尽快制定法律法规,对可视化智能标签进行严格规范,提高消费者的信任度。其次,由于需要高度专业化和复杂的技术,智能食品包装的价格远高于传统包装。因此,设计和开发更先进、更实惠的包装是必然趋势。根据目前全球倡导的可持续发展理论,研究如何提高可视化智能标签的利用率和回收率也是未来面临的挑战之一。随着近年来互联网的发展,智能包装标签与信息技术、智能生活终端的结合也是信息社会发展的一个热点。通过深度学习技术建立数据与食品品质之间的校准模型。通过无线技术(如近场通信、RFID 标签)与互联网云服务器/数据库相连接的智能手机和便携设备对肉类新鲜度、剩余保鲜期等信息进行筛选和组合,提醒人们及时处理,从而减少食品浪费。


图文赏析

图 1. 可视化智能标签的类别。

图 2. (A) BHN 的多重发射特性示意图。(B) 引发荧光反应的反应机制。(C) 在固态下,在紫外线和日光的照射下,BHN 在逐步添加胺后的色度反应。(D) 测试条和虾在日光和紫外线照射下的数码照片,密封在玻璃容器中,分别在 -5 °C 和 27 °C 下存放三天。

图 3:(A)紫外线作用和随后对氧气反应的关键过程示意图。(B) 典型 ncSnO2 氧指示膜在玻璃盖玻片(直径 25 毫米)上的照片(i)和(ii)紫外线照射 10 分钟(在氮气中)后和在空气中照射 15 分钟后。(C)未涂覆 OI-POF 的肉丸包装(① → ④)和涂覆 PS 电纺纤维的肉丸包装(⑤ → ⑧)在紫外线活化后、在 4 °C 下储存 10 天以及打开后的图像。


图 4. 壳聚糖-考马斯亮蓝二氧化碳指示剂标签的制备及其变色原理。

图 5. 指示器会对鱼的新鲜度做出反应,并产生颜色变化,通过手机应用程序显示出来。

图 6. (A) 将比色条形码与 DCNN 相结合,作为准确实时监测肉类新鲜度的简单便携平台。(C) 新鲜肉的 “喜脸 ”和变质肉的 “愁脸”。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.140562



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