新型聚乙烯醇/果胶薄膜负载溴甲酚绿-茜素混合指示剂标签用于香菇新鲜度监测的制备与表征

本文开发了一种基于聚乙烯醇(PVA)/果胶(P)复合薄膜的溴甲酚绿-茜素(BGA)智能指示标签，通过CO2诱导的pH响应实现香菇(L. edodes)新鲜度可视化监测。研究通过模糊综合评价确定最佳PVA/P质量比(3:1)，结合FT-IR、XRD和TGA证实BGA增强了聚合物基质分子间作用力。BGA-3标签(溴甲酚绿:茜素=1:3)呈现从绿色(pH 7.0)到橙黄色(pH≈4.0)的显著色变，其色差(ΔE)与香菇感官评价、菌落总数(TPC)、硬度等品质参数高度相关，为生鲜农产品供应链提供了一种非破坏性实时监测方案。

　　

亮点

本研究创新性地将溴甲酚绿-茜素(BGA)混合指示剂嵌入聚乙烯醇(PVA)/果胶(P)复合薄膜，开发出具有pH响应功能的智能标签，可精准捕捉香菇贮藏过程中CO₂积累导致的微环境酸碱度变化。

材料与方法

实验选用PVA(醇解度99%)和柑橘果胶作为成膜基质，通过流延法制备不同比例(1:1至5:1)的复合薄膜。BGA混合指示剂按溴甲酚绿(BG)与茜素(A)1:1至1:4梯度配比，采用紫外-可见光谱测定其pH敏感性。

厚度与穿刺强度

如图2(A)所示，PVA/P-3组薄膜厚度达0.1499 mm，较纯PVA(0.1133 mm)显著增加。穿刺强度测试表明，该比例薄膜可承受14.83 N的机械应力，满足物流运输需求。

水敏感性

最优配比薄膜表现出平衡的水敏感性：水溶性(24.37%)显著低于纯果胶膜(89.12%)，水蒸气透过率(WVP)维持在1.12×10^-11 g·m/m²·s·Pa，有效阻隔环境湿度波动。

分子相互作用

FT-IR光谱显示，BGA的羧基与PVA羟基形成氢键(3280 cm^-1峰位移)，XRD证实复合膜结晶度提升至35.7%，TGA证明其热分解起始温度提高至218°C。

结论

BGA-3标签在香菇腐败过程中呈现三阶段显色：新鲜期(0-6天，绿色，pH>6.5)→次新鲜期(6-12天，黄绿色，pH≈5.0)→腐败期(>12天，橙色，pH≈4.0)，与TPC(log 6.48 CFU/g)、硬度(下降62.3%)等参数变化同步，验证了其在生鲜物流中的实用价值。