除了天然色素以外，Wang等使用了具有高固態(tài)發(fā)射的香豆素氫衍生物來制作了新型比色傳感器。目前，采用電子鼻技術(shù)監(jiān)測鮮蝦新鮮度的研究較少，部分學(xué)者將熒光物質(zhì)通過共價鍵鏈接在纖維素分子鏈上來制備熒光傳感器，研究表明該類傳感器具有很高的檢測精度，能夠有效監(jiān)測海鮮的腐敗程度。

　　3.3.2  魚類

　　近幾年來，具有成本低、響應(yīng)快等優(yōu)點的比色陣列傳感器在食品安全領(lǐng)域方面具有巨大的應(yīng)用潛力。張一冉通過溶膠–凝膠的方法來改善氣敏材料的防水特性并與濾紙結(jié)合制備成陣列傳感器來監(jiān)測鱸魚的新鮮度，實驗發(fā)現(xiàn)該傳感器能夠成功識別腐敗的鱸魚從而提高食品安全性。

　　由于花青素的來源廣泛，易于提取且無毒無害的優(yōu)點使其作為指示劑更容易被人們所接受。一些研究人員從玫瑰茄、紫薯等植物中提取花青素制備指示膜應(yīng)用于魚類包裝，均起到了很好的指示作用。Zhai等基于玫瑰茄花青素（Roselle Anthocyanins，RACNs）和淀粉/聚乙烯醇（Starch Polyvinyl Alcohol，SPVA）開發(fā)了用于實時監(jiān)測魚肉在冷藏溫度下的新鮮度。隨著魚變質(zhì)過程中會產(chǎn)生多種堿性揮發(fā)性胺，比色膜隨時間呈現(xiàn)可見的顏色變化，見圖1。目前，基于天然色素作為染料的魚肉新鮮度的氣體傳感器也得到了廣泛的應(yīng)用，表4列出了相關(guān)的研究。

　　除了天然色素外，也有很多化學(xué)染料可用于制備新鮮指示劑。Aghaei等使用靜電紡絲技術(shù)制備含有茜素的玉米醇溶蛋白納米纖維傳感器來監(jiān)測在4℃冷藏條件下虹鱒魚片的品質(zhì)變化，在儲存5～9d后傳感器變?yōu)榈仙?，?0～12d時傳感器的顏色變?yōu)檠蠹t色?；诨瘜W(xué)染料的氣體傳感器在魚類新鮮度監(jiān)測的研究見表5。

　　目前人們通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析（Principal Components Regression，PCA ）和線性判別分析（Linear Discriminant Analysis，LDA），并結(jié)合揮發(fā)性鹽基氮、菌落總數(shù)和三甲胺含量的變化進(jìn)行分析，可以建立一種利用電子鼻技術(shù)判別魚類新鮮度的方法。這類技術(shù)在魚肉腐敗檢測中已有了不少的研究。此外，Chung等開發(fā)了一種使用高頻射頻識別（High Frequency Radio Frequency Identification，HF RFID）技術(shù)的近端無電池智能傳感器標(biāo)簽，該系統(tǒng)可通過測量魚的儲存溫度和H2S或NH3氣體的濃度，能夠有效監(jiān)測魚肉的腐敗過程。

　　
圖1 比色膜在4℃下165h內(nèi)貯藏鰱魚過程中的相應(yīng)顏色變化

表4  基于天然色素的氣體傳感器在魚類新鮮度監(jiān)測的研究

　　3.4  肉類

　　肉類含有豐富的優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等營養(yǎng)物質(zhì)，是人們?nèi)粘Ｄ芰繑z入的主要來源之一。新鮮肉類在運(yùn)輸流通的環(huán)節(jié)中容易受到微生物的作用發(fā)生腐敗變質(zhì)。目前消費者更易接受在流通過程中與肉類產(chǎn)生的微生物代謝特征產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)的氣體傳感器，該傳感器能夠準(zhǔn)確地提供肉類產(chǎn)品的新鮮度信息。

　　3.4.1  豬肉

　　對鮮豬肉新鮮度指標(biāo)的判定，主要從感官、理化和微生物等幾個方面的變化來評價豬肉的新鮮度。在國內(nèi)豬肉品質(zhì)的監(jiān)測中已有了很多學(xué)者以化學(xué)染料作為pH指示劑來制備新鮮度指示卡。胡云峰等選用溴甲酚紫作為pH指示劑，并以棉質(zhì)纖維紙為基材制備了智能指示紙，研究發(fā)現(xiàn)隨著豬肉腐敗過程的加劇，指示紙的顏色由淺黃色變成深紫色。此外，Chen等開發(fā)了一種由瓊脂（Agar, AG）和ZnTPPS4組成的豬肉新鮮度比色指示劑，室溫（25℃）試驗表明，隨著TVBN濃度的升高，標(biāo)簽的顏色發(fā)生顯著變化。Li等開發(fā)了一種基于釕納米顆粒的H2S納米仿生傳感器，該傳感器對H2S具有特定的快速響應(yīng)，能夠在線性范圍（0～1800nM）內(nèi)現(xiàn)場監(jiān)測豬肉的新鮮度?；谔烊簧氐臍怏w傳感器應(yīng)用于豬肉新鮮度監(jiān)測的研究見表6，將花青素作為天然pH指示劑并結(jié)合不同的基材可以制備出多種純天然有效的豬肉新鮮度指示標(biāo)簽。

　　電子鼻系統(tǒng)可以對豬肉進(jìn)行揮發(fā)性鹽基總氮檢測，它可以快速準(zhǔn)確地預(yù)測出豬肉在貯藏期間的品質(zhì)變化，從而監(jiān)測豬肉的新鮮度。此外，Song等首次使用廢棄的蔥根作為生物模板制造了SnO2微管，它在低能耗的情況下便能準(zhǔn)確檢測高濕大氣下的H2S氣體，因此該傳感器在鮮豬肉檢測方面極具應(yīng)用價值。Shi等基于二氧化鈦聚苯胺/絲素纖維開發(fā)了一種新型低成本微型傳感器，該傳感器的輸出響應(yīng)值與豬肉中的TVBN水平顯示出良好的相關(guān)性。

　　3.4.2  雞肉

　　基于氣體傳感器在雞肉新鮮度監(jiān)測的研究見表7。早在1995年，Otto等在雞肉的包裝材料上涂覆作為指示劑的硝酸鉛乳液，指示劑會與雞肉腐敗產(chǎn)生的H2S發(fā)生反應(yīng)，由棕色變?yōu)楹谏?。Liang等使用沙蒿膠、紅甘藍(lán)花青素和羧甲基纖維素鈉制備了一種智能指示膜，該薄膜隨著NH3濃度的升高，顏色由黃綠色變?yōu)辄S色。

　　Koskela等利用柔性印制電路板的技術(shù)，以醋酸銅印刷紙為原料，在基板上制成了一種用于監(jiān)測雞肉新鮮度的氣體傳感器。實驗證明，氣體傳感器對雞肉腐敗產(chǎn)生的H2S具有良好的響應(yīng)。Lee等開發(fā)了一種由內(nèi)部聚醚嵌段酰胺、8種聚合物固定的pH染料變色層和外部聚對苯二甲酸乙二醇酯組成的比色陣列新鮮度指示器，為雞肉新鮮度的監(jiān)測提供一種低成本的方法。

　　3.4.3  牛肉

　　基于氣體傳感器在牛肉新鮮度監(jiān)測的研究見表8。Mehdizadeh等以石榴皮提取物、百里香精油和殼聚糖–淀粉制備了復(fù)合膜，并探究智能膜對4℃下儲藏21d牛肉貨架期的影響，發(fā)現(xiàn)制得的復(fù)合薄膜具備更好的抗菌和力學(xué)性能，并能夠延長牛肉的貨架期。Ezati等通過在纖維素–殼聚糖膜中摻入茜素制成了比色指示膜，當(dāng)牛肉腐敗時的總揮發(fā)性堿性氮（TVBN）達(dá)到臨界值時，指示膜顯示出從棕色到紫色的顏色變化。

　　翟曉東利用熒光共振能量轉(zhuǎn)移效應(yīng)，制備了具有雙發(fā)射特點的硅量子點–銀納米簇智能指示膜，在牛肉的腐敗過程中，指示膜與硫化氫和甲硫醇發(fā)生反應(yīng)，顏色由紅色變成藍(lán)色。此外電子鼻技術(shù)在監(jiān)測牛肉新鮮度、分析燉煮牛肉的風(fēng)味、辨別摻假牛肉等方面也有了部分研究。

　　3.4.4  羊肉

　　基于氣體傳感器在羊肉新鮮度監(jiān)測的研究見表9。孫武亮將染料通過靜電紡絲技術(shù)制備了能夠響應(yīng)羊肉新鮮度的納米纖維膜，發(fā)現(xiàn)其對冷鮮羊肉貯藏期間的品質(zhì)有了很好的監(jiān)測。Alizadeh-sani等通過將伏?；ɑㄉ张c甲基纖維素/殼聚糖納米纖維復(fù)合膜混合制備了pH指示膜，當(dāng)羊肉腐敗時，薄膜由粉色變成無色。

　　此外王綪等、張宗國等將電子鼻結(jié)合頂空氣相色譜–離子遷移譜（Gas Chromatographyion Mo bility Spectrometry，GC-IMS）技術(shù)對摻了鴨肉的假羊肉進(jìn)行定性辨別，實驗表明電子鼻能夠準(zhǔn)確地區(qū)分不同摻假比例的羊肉樣品，說明該技術(shù)可為摻了鴨肉的假羊肉的檢測提供良好的技術(shù)支撐。

　　3.5  其他食品

　　3.5.1  泡菜

　　泡菜這類發(fā)酵類產(chǎn)品中，CO2是微生物生長過程中的主要代謝產(chǎn)物，因此，CO2含量的上升標(biāo)志著食品新鮮度的下降。Hong等制備了用于指示韓國泡菜的新鮮度的pH指示薄膜，研究發(fā)現(xiàn)在泡菜發(fā)酵的過程中，二氧化碳濃度逐漸升高，從而使包裝內(nèi)環(huán)境的酸性增強(qiáng)，薄膜顏色會發(fā)生明顯變化，對泡菜的品質(zhì)起到了監(jiān)測的作用。Baek等制備并表征了具有pH依賴性的聚醚嵌段酰胺膜型CO2指示器，其中包含了甲基紅和溴百里酚藍(lán)指示劑染料。在泡菜初始發(fā)酵階段，指示器為藍(lán)色，最佳發(fā)酵期間為黃色，發(fā)酵結(jié)束時為紅色，實現(xiàn)了在儲存期間對包裝內(nèi)泡菜的實時監(jiān)控。

　　3.5.2  甜品

　　Nopwinyuwong等通過在尼龍/線性低密度聚乙烯膜上流延并涂覆溴麝香草酚藍(lán)和甲基紅，制備用于實時監(jiān)測甜點新鮮度的指示標(biāo)簽，隨著甜品中二氧化碳濃度的不斷增加，指示標(biāo)簽從綠色變?yōu)槌壬ňG色表示新鮮、橙色表示變質(zhì)），見圖2。邢月等開發(fā)了一種基于聚乳酸、溴百里香酚藍(lán)和甲基紅的新鮮度指示卡，用于監(jiān)測饅頭、面包等面食的新鮮度。當(dāng)食品發(fā)生腐敗時，指示卡由綠色變?yōu)辄S色，最終變?yōu)槌燃t色。Pisuchpen研制了一種基于甲基紅和溴百里酚藍(lán)混合染料的CO2指示標(biāo)簽，用來監(jiān)測和指示泰國傳統(tǒng)甜品Thong–EK的保質(zhì)期。在儲存過程中隨著CO2含量的增加，指示標(biāo)簽由藍(lán)色逐漸變成綠黃色、綠色，最后變成黃色。

　　3.5.3  乳類食品

　　在乳類食品中，乳酸菌的發(fā)酵會產(chǎn)生CO2，因此乳類食品的新鮮度監(jiān)測主要也是通過pH指示劑監(jiān)測包裝內(nèi)的CO2的濃度來實現(xiàn)的。當(dāng)食品腐敗過程釋放出CO2時，包裝上的pH指示劑會隨著包裝內(nèi)環(huán)境pH值的降低發(fā)生明顯的顏色變化?；谔烊簧氐臍怏w傳感器在牛奶新鮮度監(jiān)測的研究見表10。

　　王帥等開發(fā)了一種基于無線射頻識別技術(shù)的低功率pH傳感器，該傳感器可應(yīng)用于對O2和CO2氣體敏感的牛奶和肉類的包裝中，以實時監(jiān)測其新鮮度的變化。此外，具有高靈敏性和客觀性的電子鼻技術(shù)在牛奶的風(fēng)味檢測、安全性檢測和貨架期預(yù)測中均有了很多的研究應(yīng)用，電子鼻技術(shù)在實現(xiàn)奶類制品的檢測的同時保證了奶類制品的品質(zhì)。

　　4  結(jié)語

　　氣體傳感器作為智能包裝的分支能夠在提高包裝智能化和信息化的同時也滿足了人們對于食品安全性的需求。目前，氣體傳感器在不同的食品上已有了廣泛的應(yīng)用，它的應(yīng)用與發(fā)展為產(chǎn)品的質(zhì)量和安全提供了可靠的保障，但是對智能包裝中的活性與智能成分的毒理學(xué)的研究還不夠全面，許多應(yīng)用在氣體傳感器中的化學(xué)成分較為復(fù)雜，也存在很多人工合成的物質(zhì)成分，它的安全性還不能得到保證，智能包裝的高成本也阻礙了氣體傳感器的應(yīng)用，因此，需要更多地去探究低成本的天然物質(zhì)應(yīng)用于氣體傳感器的可行性，以發(fā)揮氣體傳感器在改善食品安全性和可追溯性的巨大潛力，推動該項智能技術(shù)的發(fā)展，使智能包裝技術(shù)具有更廣闊的前景。