基于离子液体增敏的pH值响应智能指示膜制备与虾鲜度可视化监测OA

为解决传统水产品新鲜度监测中灵敏度不足的问题,本研究以氨基酸离子液体甘氨酸盐酸盐(glycine hydrochloride,[Gly]Cl)为绿色溶剂,通过碳二亚胺偶联法制备了壳聚糖-阿魏酸接枝物(chitosan grafted ferulic acid,CS-g-FA),并将其与聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)和玫瑰茄花青素(roselle anthocyanin,RA)复合,同时添加[Gly]Cl作为增敏剂,制备一种高灵敏pH值响应智能指示膜(PVA/CS-g-FA/G/RA膜)。系统探究不同组分对指示膜的颜色响应特性、物理性能和微观形貌等的影响,并评价其在南美白对虾新鲜度监测中的应用效果。结果表明,[Gly]Cl通过氢键相互作用促进RA的去质子化,显著增强了指示膜的pH值敏感性,在水产品腐败特征pH值区间(pH 6~8)内,PVA/CS-g-FA/G/RA膜的∆E值从14.66±0.92增加至29.65±0.74。该指示膜对氨气展现出极佳的响应性,在80 mmol/L氨水条件下暴露90 min后,∆E值高达30.01±0.24。添加[Gly]Cl后,该指示膜的断裂伸长率回升至(10.35±0.90)%,水蒸气透过率提升至(2.64±0.50)×10^(-7) g/(m·Pa·s),有利于挥发性碱性物质的渗透。此外,该指示膜表现出优异的紫外阻隔能力和抗氧化活性,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率达(86.73±0.71)%,且微观结构均匀致密。在南美白对虾新鲜度监测应用中,PVA/CS-g-FA/G/RA膜的颜色由深紫红色逐渐转变深红褐色,最后转变为深灰褐色,能够直观清晰地区分虾肉新鲜、次新鲜和腐败状态,其∆E值与总挥发性盐基氮含量呈显著正相关(R2=0.95655)。综上,PVA/CS-g-FA/G/RA膜具有优异的环境敏感性与生物活性,在水产品智能指示包装领域具有广阔的应用前景。