近日，我校农业农村部农产品加工与品质控制重点实验室陈湘宁教授团队在食品领域权威刊物《Food Hydrocolloids》（中科院一区，IF=11.0）上发表了一篇题为《pH-responsive color indicator film based on gelatin/chitosan cross-linking with anthocyanin-Fe²⁺chelate for pork freshness monitoring》的研究论文。

该研究通过交联聚合反应和多种表征技术深入探究了花青素-Fe²⁺螯合物在明胶/壳聚糖基质中的稳定性和颜色响应特性，使用天然pH指示剂（花色苷）制备的智能膜对氨气和pH值具有高敏感性。通过冷鲜猪肉保鲜实验，验证了该智能薄膜能够通过指示膜的颜色变化有效监测肉类在贮存中的腐败程度，实现在不打开包装的情况下，直观判断肉的品质，为监测冷鲜猪肉的新鲜度提供了一种创新解决方案。

研究通过螯合物的羟基与交联基质中的羟基、氨基和酯基之间的氢键实现花青素指示剂与薄膜基质的结合。FTIR光谱显示，柠檬酸的加入导致了基质的酰胺I和酰胺II带的特征吸收峰变化，与BG和CS形成了新的酯键和氢键。XRD分析进一步证实了所开发的pH智能指示薄膜在化学结构上与基质相容，且蓝莓花青素-铁离子螯合物（BA-Fe²+）与基质之间的氢键作用有助于维持薄膜的三维网络结构，使智能指示膜具有较好的稳定性。

Fig. 1. Film preparation process.

              Fig. 6. Chemical structures of BA and BA-Fe²⁺binding to the matrix before and after citric acid crosslinking.

研究表明，BA-Fe²⁺的加入与膜中其他组分之间的相互作用，提高了膜在高温条件下的稳定性并增加了膜的密度，使得水分子的穿透路径更为曲折，从而降低了水蒸气渗透性（WVP）。BA-Fe²⁺的添加提高了膜对氧气的阻隔性（OP），保护pH指示剂免受氧化，同时该指示膜还具有一定的在抗氧化和抗菌活性。

Fig. 8. Surface AFM images of BGCS (a), BGCSCA (b), BGCSCAA (c), and BGCSCAAF (c) films.

Fig. 4. Digital photos of different groups of films in ammonia vapor were taken every 10 min (c). Sensitivity of different groups of films to ammonia vapor (d).

将智能pH指示膜贴于内装新鲜猪肉的包装盒，放置于4°C冰箱中。随着时间的延长，该指示膜由玫瑰红变为深红，随后逐渐变为紫色和蓝色。紫色提示早期腐败警告，进一步转变为蓝色则指示肉质已不适宜食用。该显示结果与对新鲜猪肉的品质评价结果一致（pH值、TVB-N值及质量损失等）。该智能薄膜通过指示膜颜色变化判断冷鲜猪肉的腐败程度，为监测猪肉的新鲜度提供了崭新的解决方案。

食品科学与工程学院硕士研究生赵浩岚为论文的第一作者，陈湘宁教授、青年教师张鸿儒为该论文的通讯作者。陈湘宁教授表示，团队将不断提升科技创新能力，以高水平科学研究赋能高质量人才培养，为建成国内一流国际知名都市农林特色高水平应用型大学作出更大贡献。