本發(fā)明總體上涉及食品質(zhì)量指示器和所述食品質(zhì)量指示器的制造的領(lǐng)域。本發(fā)明還涉及包含所述食品質(zhì)量指示器的食品包裝。

背景技術(shù)：

1、許多食物制品如肉類(lèi)、家禽、魚(yú)、乳制品、水果、蔬菜、加工食品都是易腐的，并且對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)很難檢測(cè)到特定食品何時(shí)過(guò)期，尤其是在食品被封裝在包裝中的情況下。

2、幾種易腐食物制品使用阻隔膜包裝在食品托盤(pán)中。例如，家禽通常被放在帶有頂部封蓋阻隔膜的食品托盤(pán)中。提供這種食物制品包裝出于許多原因，即衛(wèi)生原因、確保產(chǎn)品從制造商到消費(fèi)者的安全遞送、增加產(chǎn)品的保質(zhì)期。

3、術(shù)語(yǔ)“阻隔膜”表示該膜的功能是從外部密封食品并保持包裝內(nèi)部的原始狀態(tài)。因此，可以防止對(duì)食品質(zhì)量有影響的氣體如氧氣、二氧化碳、氮?dú)夂退魵獾葷B透到食品包裝中。

4、如今，在食品包裝上提供有效期，讓消費(fèi)者知曉和了解食品的使用期限，這是基本的安全要求。食品有效期通常在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段設(shè)定，并且計(jì)算基于某些假設(shè)，如此易腐材料是在某些條件(例如冷藏條件)下儲(chǔ)存的。因此，如果食品儲(chǔ)存不當(dāng)，例如因?yàn)楸鋼p壞或包裝或許有問(wèn)題，則保質(zhì)期可能不適用。然而，在食品在正確的條件下保存的某些情況下，食品在超過(guò)包裝上提供的建議保質(zhì)期時(shí)可能仍然可以食用。這可能導(dǎo)致可食用的食品被扔掉，因而造成額外的食品浪費(fèi)。人們無(wú)條件地相信“此日期前最佳”或“此日期前食用”，這并不能反映整個(gè)供應(yīng)鏈中的制造、包裝和儲(chǔ)存條件。

5、許多食品如肉類(lèi)、豬肉、家禽、加工食品在分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生分析物。

6、具體地，在肉類(lèi)中，分析物是通過(guò)脂質(zhì)氧化、美拉德(maillard)反應(yīng)或斯特雷克(strecker)降解產(chǎn)生的，這是肉類(lèi)風(fēng)味形成的原因。肉類(lèi)儲(chǔ)存過(guò)程中產(chǎn)生的分析物會(huì)產(chǎn)生嗅覺(jué)影響，導(dǎo)致食品不可食用。產(chǎn)生的大量分析物取決于儲(chǔ)存條件和包裝類(lèi)型。最常見(jiàn)的分析物是揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)，如包括醇、胺、醛、酮、酯和硫化物，以及揮發(fā)性胺，也稱為生物胺(ba)，如乙胺和甲胺。

7、在單個(gè)包裝中缺乏從農(nóng)場(chǎng)到餐桌的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)標(biāo)簽增加了食用低質(zhì)量食品和食品浪費(fèi)的風(fēng)險(xiǎn)。

8、智能包裝或“智慧型包裝”已經(jīng)發(fā)展到通過(guò)開(kāi)發(fā)(僅舉幾例)比色傳感器陣列、氣體傳感器、時(shí)間-溫度傳感器、ph值指示劑來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。遺憾的是，由于結(jié)果分析的復(fù)雜性、將傳感器/測(cè)量裝置附接到食品包裝的難度、成本以及部件的監(jiān)管障礙，大多數(shù)智能包裝或“智慧型包裝”沒(méi)有進(jìn)入市場(chǎng)。

9、印刷在包裝上的顏色指示器是一種有前途的解決方案，其中指示器改變顏色以指示食品已經(jīng)過(guò)期。然而，提供可以檢測(cè)多種分析物的單一指示器一直是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。在食品包裝的表面上印刷變色墨水的難度也限制了前述解決方案。

10、因此，需要一種可靠的食物新鮮度指示器，其可以解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，并且能夠以成本效益的方式制造。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明將解決或至少減輕與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的問(wèn)題。該目的通過(guò)所附獨(dú)立權(quán)利要求中闡述的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)；在相關(guān)的從屬權(quán)利要求中限定了優(yōu)選的實(shí)施例。

2、根據(jù)第一方面，提供了一種食品質(zhì)量指示器。該食品質(zhì)量指示器具有包括吸收在多孔基材上的墨水的墨水層。墨水層的墨水構(gòu)造為指示分析物的存在。食品質(zhì)量指示器還具有粘附層，該粘附層是包括第一側(cè)和第二側(cè)的雙面粘附層。該食品質(zhì)量指示器還具有半透層，該半透層具有第一表面和第二表面，該半透層可透過(guò)氣體但不可透過(guò)液體。墨水層布置在粘附層的第二側(cè)和半透層的第一表面之間。

3、提供構(gòu)造為指示分析物(如揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)、揮發(fā)性氣體、揮發(fā)性胺、生物胺或揮發(fā)性硫化合物)存在的墨水層的優(yōu)點(diǎn)在于，為終端消費(fèi)者提供了簡(jiǎn)單、廉價(jià)而又準(zhǔn)確的持續(xù)監(jiān)測(cè)食品質(zhì)量的手段。當(dāng)檢測(cè)到分析物時(shí)，食品質(zhì)量指示器相繼地改變顏色，因而使消費(fèi)者覺(jué)察到食品的使用期限。例如消費(fèi)者將知曉食品是否已經(jīng)腐爛或者仍然可以食用。

4、墨水層通過(guò)在多孔基材上吸收墨水而制成，該多孔基材具有吸收水基或溶劑基反應(yīng)性墨水的功能，并且還防止反應(yīng)性墨水遷移到食品中。

5、此外，通過(guò)將墨水層封裝在粘附層與半透層之間，墨水得到保護(hù)以免受其周?chē)h(huán)境的影響，因此分析物到達(dá)墨水層將花費(fèi)一些時(shí)間。這是有利的特征，因?yàn)槭称吩诋a(chǎn)生分析物時(shí)不會(huì)直接腐爛。分析物僅能通過(guò)穿過(guò)半透層來(lái)接近墨水層。因此，可以實(shí)現(xiàn)分析物從食品到半透層的受控遷移。

6、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，分析物必須遷移穿過(guò)食品質(zhì)量指示器的半透層以到達(dá)墨水層。

7、因此，可以獲得可控且可測(cè)量的遷移。

8、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，食品質(zhì)量指示器還包含涂覆在半透層的第一表面上的保護(hù)層。保護(hù)層構(gòu)造為防止墨水從墨水層遷移。

9、通過(guò)保護(hù)層防止墨水遷移的優(yōu)點(diǎn)在于，由食品質(zhì)量指示器監(jiān)測(cè)的食品進(jìn)一步受到保護(hù)以免于與墨水接觸。此外，并不希望墨水從食品質(zhì)量指示器中遷移，因?yàn)檫@會(huì)影響墨水的性能。如果墨水被弄臟，則在與分析物接觸時(shí)，墨水可能不會(huì)有效地改變顏色。此外，使用者可能難以從分析物中讀取監(jiān)測(cè)結(jié)果。因此，希望將墨水保持在粘附層與半透層之間的封裝區(qū)域中，以用于提供清晰且準(zhǔn)確的結(jié)果。分析物僅能通過(guò)穿過(guò)半透層和保護(hù)層來(lái)接近墨水層。因此，可以實(shí)現(xiàn)分析物從食品到半透層和保護(hù)層的受控遷移。

10、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，保護(hù)層可透過(guò)氣體。因此，可以允許分析物(如揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)、揮發(fā)性氣體、揮發(fā)性胺、生物胺或揮發(fā)性硫化合物)進(jìn)入。

11、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，分析物遷移穿過(guò)半透層和保護(hù)層以到達(dá)墨水層。

12、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，保護(hù)層是疏水層。疏水的保護(hù)層將導(dǎo)致墨水受到保護(hù)層排斥。由于保護(hù)層涂覆在半透層內(nèi)側(cè)，并且墨水層封裝在粘附層與半透層之間，因此墨水層將保持處于該區(qū)域中。

13、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，保護(hù)層包括聚合物和溶劑。

14、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，保護(hù)層的聚合物和溶劑的重量比在0.01:2至0.2:0.4(例如0.01:1，優(yōu)選地0.15:0.56)的區(qū)間內(nèi)。

15、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，保護(hù)層的聚合物選自由以下組成的組：聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚氨酯、聚酰胺或聚乙烯、聚乙烯醇(pva)、聚氯乙烯(pvc)、乙基纖維素(ec)、甲基纖維素(mc)、羥丙基甲基纖維素(hpmc)或以上各項(xiàng)的任意組合，并且其重量比介于0.1至0.5之間。

16、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，保護(hù)層的溶劑選自以下溶劑組，所述溶液粘度在20至300cp之間并且沸點(diǎn)在34.6℃至190℃之間，更優(yōu)選地在50℃至90℃之間，其中所述溶劑的蒸汽壓在2.9kpa至170.6kpa之間，優(yōu)選地在21.6kpa至110.6kpa之間。

17、根據(jù)本方法提供的保護(hù)層的優(yōu)點(diǎn)在于其是疏水的且可透過(guò)氣體。大多數(shù)基材是可透過(guò)液體和氣體的高度多孔的基材。在可透且高度可透的基材上實(shí)現(xiàn)選擇性擴(kuò)散是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，特別地當(dāng)在區(qū)分氣體與液體時(shí)，本發(fā)明的保護(hù)層克服了這一挑戰(zhàn)。

18、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，半透層是非透明的。

19、半透層為非透明的優(yōu)點(diǎn)在于，其為食品質(zhì)量指示器的墨水層和其它部分提供了具有對(duì)比度的背景，使得顏色變化和結(jié)果對(duì)于終端消費(fèi)者而言是容易閱讀且清楚的。由于食品質(zhì)量指示器將設(shè)置在食品包裝內(nèi)側(cè)，易于通過(guò)食品包裝來(lái)感知結(jié)果是重要的。

20、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，半透層構(gòu)造為在其上進(jìn)行印刷。

21、半透層為可在其上進(jìn)行印刷的材料的優(yōu)點(diǎn)在于，可以在食品質(zhì)量指示器上提供附加信息，如文本區(qū)域，以向消費(fèi)者描述墨水層顏色變化的含義或提供任意附加信息。

22、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，保護(hù)層是透明的。因此，由于保護(hù)層布置在半透層上方，印刷在半透層上的任意文本或信息對(duì)終端消費(fèi)者而言均為可見(jiàn)的。當(dāng)食品質(zhì)量指示器布置在食品包裝中時(shí)，半透層是布置為離阻隔膜頂部封蓋最遠(yuǎn)的層。

23、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，墨水層和半透層具有不同的表面面積，因此墨水層和半透層可以緊固到雙面粘附層的第二側(cè)。

24、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，食品質(zhì)量指示器的粘附層的第一側(cè)構(gòu)造為附接到食品包裝的阻隔膜上。因此，食品質(zhì)量指示器以容易的方式附接到食品包裝。

25、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，食品質(zhì)量指示器構(gòu)造為附接在食品包裝內(nèi)側(cè)，該食品包裝含有在分解時(shí)產(chǎn)生分析物的食品，如肉類(lèi)、家禽、魚(yú)、乳制品、水果、蔬菜、加工食品。

26、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，墨水由表面活性劑、增稠劑、顏料指示劑、苯并吡喃酮化合物、溶劑和增色劑制成。

27、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，表面活性劑構(gòu)成墨水的10％至30％。

28、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，表面活性劑選自由以下組成組：聚電解質(zhì)、水膠體或其任意組合。

29、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，增稠劑構(gòu)成墨水的30％至50％。

30、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，增稠劑是聚合物增稠劑。

31、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，增稠劑選自由以下組成的組：纖維素聚合物、卡波姆聚合物、卡波姆衍生物、纖維素衍生物、瓊脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、海藻酸、泊洛沙姆、多糖、明膠、果膠或其任意組合。

32、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，顏料指示劑與烷氧基硅烷偶聯(lián)。

33、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，與顏料指示劑偶聯(lián)的烷氧基硅烷構(gòu)成墨水的0.1％至10％。

34、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，顏料指示劑是選自由以下組成的組的有機(jī)顏料：二酮吡咯并吡咯、喹酞酮、偶氮顏料、姜科、喹吖啶酮、陰丹酮、黃蒽酮、皮蒽酮、蒽醌、苝、二噁嗪、紫環(huán)酮、硫靛、異吲哚啉和異吲哚啉酮或其任意組合。

35、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，烷氧基硅烷化合物選自由以下組成的組：非氨基硅烷化合物，例如(3-丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷、3-巰基丙基三乙氧基硅烷、3-巰基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或其任意組合。

36、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，墨水進(jìn)一步由苯并吡喃酮化合物(例如香豆素)制成。

37、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，溶劑選自聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚乙烯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚苯乙烯樹(shù)脂、聚丙烯樹(shù)脂或其任意組合。

38、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，增色劑構(gòu)成顏料指示劑的0.5％至1％。

39、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，增色劑是酞菁。

40、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，墨水層的多孔基材選自纖維素、紙、合成紙、聚烯烴基合成材料、熱塑性共聚多酯(tppe)、低密度或高密度聚乙烯、低密度或高密度聚丙烯、尼龍、非織造織物、織物或聚合物膜片。

41、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，墨水層的多孔基材的孔具有在10μm至100μm之間的孔徑，并且具有在0.05毫米至0.5毫米之間，優(yōu)選地在0.05毫米至0.1毫米之間的厚度。

42、根據(jù)第二方面，提供了一種用于制備食品質(zhì)量指示器的墨水的方法。該方法包含通過(guò)將表面活性劑溶解在溶劑中來(lái)制備混合物以及將與硅烷偶聯(lián)的顏料添加到混合物中。然后，通過(guò)超聲10-30分鐘，接著渦旋混合20-30分鐘的方式對(duì)混合物進(jìn)行處理。將增色劑和聚合物增稠劑添加到混合物中。此后，通過(guò)超聲10-30分鐘，接著渦旋混合20-30分鐘來(lái)對(duì)混合物進(jìn)行處理。隨后，向混合物中添加偶聯(lián)劑，并將混合物加熱至30-60℃。

43、根據(jù)本方法提供的食品質(zhì)量指示器的墨水的優(yōu)點(diǎn)在于，墨水在存在分析物的情況下改變顏色，所述分析物例如為揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)、揮發(fā)性氣體、揮發(fā)性胺、生物胺或揮發(fā)性硫化合物。因此，可以將墨水布置在上述食品質(zhì)量指示器中，該指示器具有若干層以用于保護(hù)墨水，并且因而當(dāng)墨水布置在食品包裝內(nèi)側(cè)時(shí)，使得能夠控制分析物向墨水的遷移。

44、根據(jù)第三方面，提供了一種用于制備食品質(zhì)量指示器用保護(hù)層的方法。該方法包含以下步驟：以0.01:1，優(yōu)選地0.15:0.56的重量比提供聚合物和溶劑，然后在室溫下將聚合物溶解在溶劑中。

45、根據(jù)本方法提供的保護(hù)層的優(yōu)點(diǎn)在于其是疏水的且可透過(guò)氣體。大多數(shù)基材是可透過(guò)液體和氣體得高度多孔的基材。在可透且高度可透的基材上實(shí)現(xiàn)選擇性擴(kuò)散是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，特別地當(dāng)在區(qū)分氣體與液體時(shí)，本發(fā)明的保護(hù)層克服了這一挑戰(zhàn)。保護(hù)層的聚合物選自由以下組成的組：聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚氨酯、聚酰胺或聚乙烯、聚乙烯醇(pva)、聚氯乙烯(pvc)、乙基纖維素(ec)、甲基纖維素(mc)、羥丙基甲基纖維素(hpmc)或以上各項(xiàng)的任意組合，并且其重量比介于0.1至0.5之間。保護(hù)層的溶劑選自以下溶液組，所述溶液粘度在20至300cp之間且沸點(diǎn)在34.6℃至190℃之間，更優(yōu)選地在50至90℃之間。溶劑的蒸汽壓在2.9kpa至170.6kpa之間，優(yōu)選地在21.6kpa至110.6kpa之間。

46、根據(jù)第四方面，提供了一種用于制造食品質(zhì)量指示器的指示器的方法。該方法包含根據(jù)上述用于制備墨水的方法提供墨水的步驟。隨后將一層墨水施加到多孔基材上以提供墨水層。墨水層的第一側(cè)附接到半透層。墨水層的第二側(cè)附接到雙面粘附層的第二側(cè)。

47、用于制造食品質(zhì)量指示器的指示器的本方法的優(yōu)點(diǎn)在于，食品質(zhì)量指示器包括若干層以保護(hù)和封裝食品質(zhì)量指示器內(nèi)側(cè)的墨水，以便提供分析物向墨水的受控遷移，所述分析物例如為揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)、揮發(fā)性氣體、揮發(fā)性胺、生物胺或揮發(fā)性硫化合物。因此，墨水顏色的變化并不是隨機(jī)的。還可以防止弄臟墨水使得其在與分析物接觸時(shí)不會(huì)有效地改變顏色。雙面粘附層使得食品質(zhì)量指示器能夠以容易的方式牢固地緊固到食品包裝上。

48、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該方法還包含根據(jù)上述用于制備保護(hù)層的方法提供保護(hù)層的步驟，以及用保護(hù)層涂覆半透層然后將墨水層施加到半透層使得保護(hù)層布置在半透層與墨水層之間的步驟。與保護(hù)層相關(guān)的方法步驟僅包含在食品質(zhì)量指示器設(shè)有保護(hù)層的情況下的方法中。

49、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該方法的最后步驟是將雙面粘附劑的第一側(cè)緊固到食品包裝的阻隔膜上。