摘要：新鮮度是生鮮食品在貯藏、運輸和銷售過程中一個重要的品質(zhì)評價指標，普通食品包裝無法滿足消費者對食品新鮮度的監(jiān)測要求， 而智能包裝技術(shù)的出現(xiàn)讓新鮮度的監(jiān)測成為可能。智能包裝技術(shù)通過利用指示劑和傳感器來監(jiān)測食品在貯藏中發(fā)生的物理、化學、生物變化，以反映運輸和存儲過程中包裝食品或環(huán)境的狀況。從指示劑和傳感器兩大類技術(shù)介紹智能包裝技術(shù)在生鮮食品貯藏、運輸過程中對新鮮度的監(jiān)測原理、關(guān)鍵技術(shù)和研究進展，總結(jié)智能包裝技術(shù)存在的問題并對今后的發(fā)展方向做出展望。

　　關(guān)鍵詞：智能包裝技術(shù)；生鮮食品；新鮮度；指示劑；傳感器

　　生鮮食品是指初級加工的農(nóng)產(chǎn)品，比較有代表的是果蔬、肉類和水產(chǎn)品。生鮮食品由于加工程度低，在貯藏和運輸過程中，自身物質(zhì)在外界環(huán)境的變化下會發(fā)生不同的生理生化變化，導(dǎo)致新鮮度下降。普通的食品包裝上只標明貯存日期或在某日期之前食用的標識，但在實際運輸和貯藏過程中，溫度、壓力、光照等條件都可能影響食品的食用品質(zhì)，從而造成保質(zhì)期提前或延遲。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，食品包裝逐漸出現(xiàn)了活性包裝、智能包裝等智慧包裝。活性包裝通過在包裝材料中添加合成或天然物質(zhì)以期增加加工食品的貨架期，滿足消費者對新鮮、安全食品質(zhì)量的需求。但是活性包裝無法監(jiān)測食品在貯藏期間組織結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化，并且活性包裝中的活性物質(zhì)可能會向食品中遷移，產(chǎn)生安全問題。因此，活性包裝的應(yīng)用有一定的局限性。

　　智能包裝的出現(xiàn)極大彌補了活性包裝的不足，但很長一段時間，智能包裝（Intelligent packaging，IP）沒有一個確切的定義。2005年Yam等對智能包裝的定義進行了明確，他認為智能包裝是能夠執(zhí)行智能功能（比如檢測、記錄、傳感、通信、跟蹤和應(yīng)用科學邏輯）的包裝系統(tǒng)，并且具有延長產(chǎn)品貨架期、提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性的作用，同時對可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題提供預(yù)警。智能包裝的特點是通過提供有關(guān)運輸和存儲過程中各因素的信息監(jiān)控包裝食品或環(huán)境的狀況。智能包裝按照工作原理分為功能材料型智能包裝、功能結(jié)構(gòu)型智能包裝和信息型智能包裝；根據(jù)功能材料不同可以分為新鮮度指示型包裝、泄露型指示包裝、氣體產(chǎn)生和吸收型包裝以及其他類型包裝。智能包裝主要通過指示劑、傳感器和無線射頻識別（RFID）技術(shù)來實現(xiàn)其監(jiān)測功能。

　　在功能材料型智能包裝中，新鮮度指示型包裝是一類監(jiān)測食品在貯藏、運輸、銷售過程中新鮮度變化，為消費者提供重要參考的智能包裝系統(tǒng)。智能包裝對食品新鮮度的監(jiān)測原理是根據(jù)食品在貯藏過程中，由于自身呼吸作用、酶和微生物的作用以及環(huán)境導(dǎo)致溫度、濕度、光照等因素變化引起的化學作用，生成不同的氣體和化合物，與智能包裝中不同的指示劑或傳感器發(fā)生作用，導(dǎo)致包裝顏色改變，產(chǎn)生信號響應(yīng)，從而指示食品新鮮度的變化。

　　RFID技術(shù)已經(jīng)在物流和零售業(yè)中的門禁系統(tǒng)、行李處理系統(tǒng)、牲畜運輸和自動收費站系統(tǒng)中運用了幾十年，提供了產(chǎn)品在供應(yīng)鏈運輸過程中的實時信息。RFID技術(shù)經(jīng)常與傳感器和指示劑結(jié)合起來應(yīng)用，能夠監(jiān)控食品在搬運、儲存、運輸和交付過程中品質(zhì)的變化。作者從指示劑和傳感器兩個方面介紹應(yīng)用于生鮮食品的新鮮度指示型包裝技術(shù)在國內(nèi)外研究進展、檢測原理、關(guān)鍵技術(shù)，并對研究中存在的問題和今后發(fā)展的趨勢進行總結(jié)和展望。

　　1  應(yīng)用智能包裝技術(shù)監(jiān)控生鮮食品新鮮度的指標

　　新鮮度指示型包裝技術(shù)對生鮮食品的監(jiān)測基于生鮮食品貯藏過程中生理生化變化的生成物，其中以氣體較多?？偨Y(jié)近20年文獻中智能包裝技術(shù)對各類生鮮食品新鮮度監(jiān)測的指標，通過不同原料特點對生鮮食品檢測指標分別進行介紹。

　　1.1  生鮮果蔬指標

　　果蔬類食品在貯藏、運輸過程中的變化主要是植物生理變化、化學反應(yīng)和微生物變化，其中呼吸作用是果蔬采后最主要的生理活動。有氧呼吸作用會導(dǎo)致二氧化碳和乙烯氣體的增加，無氧呼吸會生成乙醇、乙醛、乳酸等物質(zhì)；果蔬微生物的代謝過程也會產(chǎn)生二氧化碳氣體；果蔬正常代謝過程中還會產(chǎn)生乙烯氣體。目前智能包裝技術(shù)對生鮮果蔬新鮮度的監(jiān)測主要集中在二氧化碳、乙烯氣體和有機酸。因不同呼吸類型果蔬產(chǎn)生乙烯氣體量的不同，乙烯氣體的監(jiān)測主要針對呼吸躍變型果蔬。

　　1.2  生鮮肉類指標

　　動物屠宰后經(jīng)過僵直和軟化，依次經(jīng)歷無氧呼吸生成乳酸和蛋白質(zhì)分解生成堿性產(chǎn)物，肉類的pH先下降后上升。在貯運過程中，微生物分解是肉類新鮮度下降的主要原因。肉類蛋白質(zhì)在酶和微生物的作用下，分解產(chǎn)生的三甲胺、二甲胺和氨等胺類物質(zhì)，統(tǒng)稱為揮發(fā)性鹽基氮；由于微生物的生長，二氧化碳也是肉類監(jiān)測指標之一；在禽肉中微生物代謝會生成大量硫化氫氣體。目前生鮮肉類的監(jiān)測指標主要是揮發(fā)性鹽基氮、二氧化碳和硫化氫氣體。

　　1.3  生鮮水產(chǎn)品指標

　　生鮮水產(chǎn)品和肉類都屬于動物性食品，因此，肉類的監(jiān)測指標也適用于水產(chǎn)品。除此之外，水產(chǎn)品監(jiān)測指標還包括在貯藏過程中微生物分解產(chǎn)生的生物胺，例如腐胺、組胺等；水產(chǎn)品中ATP降解產(chǎn)生的降解物，如黃嘌呤、次黃嘌呤等。

　　2  指示劑

　　指示劑型智能包裝主要利用印刷或黏附在包裝內(nèi)含有特定試劑的標簽，與食品在貯藏過程中釋放的不同氣體或產(chǎn)物作用產(chǎn)生不同深度的顏色變化，提供包裝食品質(zhì)量的信息。

　　2.1  對pH敏感的指示劑

　　2.1.1  二氧化碳指示劑  二氧化碳氣體溶于水，并且溫度越低，溶解度較高，而且溶液呈酸性。生鮮食品貯運環(huán)境溫度一般比較低，在貯運過程中，生鮮食品釋放的二氧化碳氣體與包裝上對pH敏感的染料標簽接觸時因呈酸性發(fā)生顏色改變，從而監(jiān)測包裝中食品的腐敗情況。

　　Chen等構(gòu)建了鮮切青椒新鮮度指示標簽，其主要原理是包裝內(nèi)蔬菜的呼吸作用導(dǎo)致二氧化碳濃度增加，利用雙指示劑標簽進行顏色監(jiān)控。作者采用溴百里酚藍和甲基紅指示劑混合膜溶液，與聚乙二醇-6000（作為增塑劑）和甲基纖維素制備智能包裝標簽的指示膜。由實驗可知二氧化碳濃度與鮮切青椒的菌落總數(shù)和感官評分均有高相關(guān)性，但是該指示標簽只能用于對鮮切青椒的新鮮度定性判斷。

　　Rukchon等開發(fā)了一種監(jiān)測無皮雞胸肉新鮮度的混合pH敏感指示劑。指示劑采用兩組對pH敏感染料，一種是在乙醇水溶液中以體積比2∶3的比例混合溴百里酚藍（0.04g/dL）和甲基紅（0.04g/dL），另一種是由溴甲酚綠（0.04g/dL）、溴麝香酚藍（0.04g/dL）和酚紅（0.04g/dL）在乙醇水溶液中按體積比6∶9∶35的比例混合而成。由實驗結(jié)果得知，腐敗過程中二氧化碳增加量大于貯藏期間揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）水平，故采用二氧化碳作為變質(zhì)代謝物的監(jiān)測物。混合pH敏感指示劑的總色差的顏色變化與去皮雞胸肉的二氧化碳水平有很好的相關(guān)性。

　　二氧化碳指示劑不僅可以用來對蔬菜、水果、肉制品、水產(chǎn)品新鮮度進行監(jiān)測，還對甜點、面包、饅頭等糧油食品在貯藏中因微生物繁殖產(chǎn)生的二氧化碳氣體有較好的顏色反應(yīng)。

　　2.1.2  其他揮發(fā)性物質(zhì)的指示劑  除了二氧化碳氣體外，一些其他的微生物或酶的代謝產(chǎn)物，例如有機酸，也可以作為pH敏感指示劑的目標分子。Kuswandi等在2013年基于溴酚藍制作智能包裝顏色指示劑，對番石榴的新鮮度進行監(jiān)測。番石榴在貯藏過程中逐漸產(chǎn)生的乙酸等揮發(fā)性有機化合物改變包裝頂部pH，結(jié)果表明顏色指示劑可用于監(jiān)測番石榴在環(huán)境條件28～30℃下新鮮度的變化。王桂蓮等設(shè)計了一種以紅蘿卜溶液中提取的紅色素作為pH 敏感染料的水果新鮮度指示標簽。將紅蘿卜紅色素涂布在白色濾紙上，附在聚丙烯薄膜上制備成指示標簽，草莓在貯藏過程中由于微生物和酶的作用產(chǎn)生大量混合有機酸，通過不同pH環(huán)境下紅蘿卜紅色素顯示的不同顏色，判斷草莓新鮮度。

　　此外，揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）作為目標分子的指示標簽研究也較多。Kim等用吸附法將溴甲酚紫（BCP）固定在濾紙上制備指示試紙，制備好的指示試紙直接放置在雞胸肉表面，對雞胸肉的新鮮度進行實時可視化監(jiān)測。指示劑的顏色從黃色到藍色，最后變?yōu)樽仙硎臼称纷冑|(zhì)；指標響應(yīng)與pH、揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）含量、細菌數(shù)量、雞胸肉表面顏色變化相關(guān)。

　　Chun等在紙盤附上一層具有一定孔徑的自粘紙環(huán)，在紙環(huán)里加入不同質(zhì)量的溴甲酚綠（BCG）制備成不同質(zhì)量濃度的指示標簽，研究鯖魚儲藏過程中新鮮度變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)新鮮度指示劑顏色由黃色變至藍色，其色度值準確地反映了包裝頂空中三甲胺的含量，同時新鮮度指標響應(yīng)的顏色漸變與魚的品質(zhì)相關(guān)，尤其與魚類最顯著的致腐菌莓實假單胞菌的生長相關(guān)。

　　Kuswandi等在2017年基于雙指示劑甲基紅（MR）和溴甲酚紫（BCP）開發(fā)了可檢測揮發(fā)性胺類物質(zhì)的牛肉新鮮度指示標簽。通過MR指示標簽（紅變黃）和BCP指示標簽（黃變紫）顏色的變化監(jiān)測牛肉新鮮度的變化，并且雙指示劑反應(yīng)與包裝牛肉的感官評價、pH、TVB-N、細菌生長模式有很好的相關(guān)性。

　　pH敏感指示劑的染料在對食品新鮮度監(jiān)測中有以下幾個特點：常用的染料有溴百里酚藍、溴甲酚綠、二甲苯酚藍、甲基紅、溴甲酚紅紫等；染料可以單獨使用也可以兩種或多種混合作用，多種混用的優(yōu)點在于不同染料有各自的顏色反應(yīng)區(qū)間，多種染料混用因顏色互補可以降低對目標物識別的誤差，提高對目標分子識別的準確度，增加反應(yīng)的靈敏度；除化學合成染料外，基于食品安全，許多學者逐漸轉(zhuǎn)向?qū)μ烊蝗玖系难芯?。目前用于pH敏感指示劑的天然染料主要來源于花青素和姜黃素，兩者各有優(yōu)缺點。姜黃素作為pH敏感指示劑的穩(wěn)定性高于花青素，但是花青素在不同pH條件下顏色反應(yīng)迅速，靈敏度高于姜黃素。以下是不同類型敏感指示劑應(yīng)用于智能包裝的文獻列表， 如表1和表2所示。

表1  化學合成型敏感指示劑應(yīng)用于智能包裝的文獻列表

表2  天然敏感指示劑應(yīng)用于智能包裝的文獻列表

　　2.2  基于化學反應(yīng)顏色變化的指示劑

　　貯藏過程中食品因化學因素或生物因素產(chǎn)生的化合物或氣體， 在一定的條件下會與蛋白質(zhì)、酶或其他化學物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致顏色改變，從而反映食品新鮮度的變化。

　　Smolander等研制了一種通過監(jiān)測禽肉類食品硫化氫濃度判斷新鮮度的指示標簽。其原理是禽肉類食品在貯運過程中由于微生物腐敗產(chǎn)生硫化氫氣體，而硫化氫與肌紅蛋白結(jié)合生成綠色的硫紅蛋白，通過顏色的改變來監(jiān)測禽肉類的新鮮度。作者將肌紅蛋白溶液吸收到瓊脂糖方塊中，分別使用不同厚度的低密度聚乙烯固定在包裝中以制備指示標簽，通過檢測變質(zhì)過程中產(chǎn)生的硫化氫濃度來判斷禽肉類食品新鮮程度。肌紅蛋白溶液的顏色變化也發(fā)生在氮氣和二氧化碳的混合氣體中，而這種混合氣體通常在易腐、非呼吸性產(chǎn)品的氣調(diào)包裝中存在。因此通過這些顏色變化可以構(gòu)建智能包裝指示劑以監(jiān)測食品品質(zhì)變化。

　　Saliu等利用禽肉類釋放的二氧化碳氣體使天然指示劑花青素顏色改變來監(jiān)測家禽類食品的新鮮度。與對pH敏感的指示劑原理不同，該研究是利用賴氨酸的ε-氨基與二氧化碳形成可逆的氨基甲酸衍生物。賴氨酸、聚賴氨酸、花青素混合水溶液呈現(xiàn)堿性和天藍色，一旦暴露在二氧化碳中，就會變成強烈的紫色，因此天然指示劑花青素的顏色變化可以用來監(jiān)測家禽類食品新鮮度。

　　Lang等通過智能包裝指示乙烯的排放量判斷蘋果的貯藏狀態(tài)，其原理是利用乙烯和金屬離子發(fā)生的還原反應(yīng)，當Mo（VI）部分還原為Mo（V）時，鉬發(fā)色團由白色變成藍色。顏色改變表明果蔬在貯藏過程中乙烯生成量逐漸增加，從而判斷水果的新鮮程度。指示標簽的制備過程如下：將（NH4）6Mo7O24·4H2O、PdSO4、H2O2制備成水溶性指示溶液，用硫酸調(diào)整pH為1.4～1.5，目的是改變鉬變色反應(yīng)的敏感性；把制備的含有指示溶液的濾紙直接固定在單個蘋果上作為指示標簽，指示標簽用可選擇性滲透的聚合物膜進行固定，以防止環(huán)境原有高濕度對結(jié)果的影響。

　　2.3  微生物指示劑

　　造成食品腐敗變質(zhì)的因素除了化學和物理因素外，生物因素即微生物的生長繁殖也是一個重要的因素。微生物利用食品的營養(yǎng)物質(zhì)進行繁殖，導(dǎo)致食品內(nèi)部發(fā)生酶解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等生成一系列代謝產(chǎn)物，從而導(dǎo)致食品的新鮮度下降。智能包裝新鮮度指示劑的制備除了以微生物代謝產(chǎn)物為目標分子外，還可以以微生物為目標物。制備反映微生物產(chǎn)生和數(shù)量的指示劑用于對食品新鮮度的監(jiān)測具有更直接、方便和靈敏的優(yōu)勢。微生物指示劑可以利用特定抗體識別微生物的原理對食品新鮮度進行監(jiān)測。例如已經(jīng)商業(yè)化的產(chǎn)品Toxin GuardTM是一種以聚乙烯為基礎(chǔ)的包裝薄膜，可以在固定抗體的幫助下檢測特定致病菌（沙門氏菌、彎曲桿菌、大腸桿菌O157和李斯特菌）的存在。當毒素或微生物等分析產(chǎn)物與材料互相接觸時，特定抗體與其結(jié)合，包裝薄膜的顏色由白色變?yōu)榧t色。勞倫斯伯克利國家實驗室已經(jīng)開發(fā)出檢測大腸桿菌O157腸毒素的特定指示材料。該材料由交叉聚合的聚二乙炔分子組成，為深藍色，可用于包裝材料。當毒素與聚二乙炔分子結(jié)合時，薄膜的顏色從藍色變?yōu)榧t色。

　　在前面介紹的指示劑的應(yīng)用中可以看到，對微生物代謝產(chǎn)物進行監(jiān)測的同時，相應(yīng)的微生物數(shù)量也存在一定的變化。因此，新鮮度指示劑的發(fā)展方向之一是遵循食品腐敗產(chǎn)物的生成規(guī)律，利用多種指示劑顯色原理，制備更加靈敏和高效的新鮮度指示劑。

　　3  傳感器

　　傳感器是一種將捕捉到的被測量信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號或其他信息輸出形式的檢測裝置，以滿足對信息傳輸、處理、儲存、顯示、記錄和控制等要求。與指示劑通過顏色變化顯示食品新鮮度不同，根據(jù)定性或半定量產(chǎn)物不同，傳感器可以提供定量信息，對生鮮食品貯運過程中質(zhì)量變化實現(xiàn)實時定量監(jiān)測。

　　3.1  生物傳感器

　　生物傳感器是能夠檢測結(jié)合到食品包裝中的目標代謝物的智能系統(tǒng)，可以以檢測降解產(chǎn)物的形成，并且可以根據(jù)所包裝產(chǎn)品的類型進行個性化設(shè)計，能夠以比新鮮度指示劑更精確的方式監(jiān)測食物新鮮度。生物傳感器是一種緊湊的分析設(shè)備，可檢測、記錄和傳輸與生化反應(yīng)相關(guān)的信息，其由兩個主要部分組成：識別目標分析物的生物受體和將生物化學信號轉(zhuǎn)換為可量化的電響應(yīng)的傳感器。

　　生物傳感器和化學傳感器的主要區(qū)別在于識別層。在化學傳感器中，受體是一種化合物，而生物傳感器的識別層是由生物材料構(gòu)成的，如酶、抗體、抗原、噬菌體和核酸。Frébort等將來自草豌豆幼苗和真菌黑曲霉的胺氧化酶進行固定（EC1.4.3.6）以構(gòu)建用于測定胺的流式酶反應(yīng)器，發(fā)現(xiàn)以胺氧化酶為基礎(chǔ)的系統(tǒng)可用于測定腐敗胺（腐胺和組胺），因此該系統(tǒng)可以標記魚肉分解。已優(yōu)化的平均使用壽命約20d的生物傳感器顯示對組胺量在7.0～90.0nmol/L有線性響應(yīng)，檢出限為4.4nmol/L；對腐胺在0.9～70.0nmol/L有線性響應(yīng)，檢出限為0.5nmol/L。Yano等開發(fā)了一種以酪胺氧化酶為基礎(chǔ)的生物傳感器來監(jiān)測牛肉的品質(zhì)，酪胺傳感器可用于評估老化牛肉中的細菌腐敗。Devi等將黃嘌呤氧化酶共價固定在石墨電極表面沉積的殼聚糖和金涂覆的鐵納米顆粒（CHIT/Fe-NPs@Au）上。以XOD/CHIT/Fe-NPs@Au/PGE為工作電極，Ag/AgCl為參比電極，Pt為輔助電極，通過恒電位儀連接制備黃嘌呤生物傳感器。有學者通過將黃嘌呤氧化酶固定到由鉑、銀和石墨等材料制成的電極上，開發(fā)了檢測黃嘌呤（動物組織中的腺嘌呤核苷酸降解產(chǎn)物）的生物傳感器。

　　3.2  化學傳感器

　　化學傳感器（接收器）是能夠通過檢測表面吸附特定化合物或氣體的化學選擇性涂層，可以檢測到特定化學物質(zhì)的存在并通過換能器轉(zhuǎn)換成信號。傳感器有源或無源取決于測量的外部功率要求。

　　Kuswandi等在2012年開發(fā)了一種基于聚苯胺（PANI）薄膜的智能包裝新型比色方法，含有PANI薄膜的指示器作為實時監(jiān)測包裝魚頂部空間微生物分解產(chǎn)物的化學傳感器，可以通過對魚類腐敗期間釋放的各種堿性揮發(fā)性胺造成的薄膜顏色變化做出響應(yīng)。PANI薄膜可以使用酸性溶液再生以多次循環(huán)使用。因此，PANI薄膜可被視為適合智能包裝應(yīng)用的低成本傳感器。Kuswandi等在2014年又開發(fā)了基于甲基紅的貼紙傳感器，并且用于檢測雞肉切片的新鮮度。通過吸附法將甲基紅固定在細菌纖維素膜上，結(jié)果表明基于甲基紅和細菌纖維素膜制備的貼紙傳感器在冷藏環(huán)境下可以成功地實時監(jiān)測雞肉新鮮度。

　　Suslick等綜述了一系列化學響應(yīng)染料在多孔膜上制備成傳感器用于檢測目標物為氣味和揮發(fā)性有機化合物（VOCs）的應(yīng)用。這些比色傳感器陣列（CSA）通過使用一系列不同染料作為“光電子鼻”，其顏色變化基于各分子間相互作用，已證明對胺、羧酸和硫醇檢測具有高靈敏度。

　　Heising等開發(fā)了無損監(jiān)測包裝鱈魚片新鮮度的方法。在貯藏過程中鱈魚片釋放出三甲胺氣體，該方法利用水相電極監(jiān)測包裝袋頂空中三甲胺濃度，建立了基于傳感器信號（三甲胺）的包裝鱈魚片的監(jiān)測數(shù)學模型，這個模型可以實現(xiàn)無損狀態(tài)下監(jiān)測包裝鱈魚不同階段的新鮮度。

　　3.3  納米生物傳感器

　　納米生物傳感器是由納米尺寸的生物識別組分如酶、抗體和受體組成的集成裝置，其與化學物質(zhì)相互作用，產(chǎn)生化學和電信號。納米技術(shù)在食品新鮮度上的應(yīng)用主要側(cè)重通過揮發(fā)性化合物釋放量來指示食物變質(zhì)。例如，一些可以判斷食品營養(yǎng)價值的揮發(fā)性化合物（如三甲胺、二甲胺、氨、酯、醇、乙烯等）可以作為腐敗指標，用于魚肉、肉類和水果的監(jiān)測。納米技術(shù)和新的印刷技術(shù)在塑料或柔性基材上集成多種氣體傳感器，作為高效型傳感器用于實時監(jiān)測食物腐敗和環(huán)境溫濕度變化。Pandey等報道了一種柔性的電阻納米傳感器用于氨的超靈敏檢測。其工作原理是根據(jù)由銀納米粒子和多糖瓜爾豆膠組成的納米復(fù)合薄膜上吸附氨的電流變化進行工作?；谶@種納米復(fù)合材料監(jiān)測氨的光學傳感器已經(jīng)存在，但在應(yīng)用實踐中還需進一步完善。Smolander等發(fā)明了一種在塑料薄膜或紙包裝結(jié)構(gòu)上沉積1～10 nm過渡金屬（銀和（或）銅）涂層的傳感器，當與肉類腐敗產(chǎn)生的硫化物揮發(fā)物發(fā)生反應(yīng)時，薄薄的涂層變成獨特的深色。

　　與常見的要求高溫環(huán)境操作的氣體傳感器相比， 基于氨納米復(fù)合材料的傳感器在室溫下操作，且呈現(xiàn)出快速響應(yīng)的特點。這種柔性的薄膜氨傳感器可以很容易地集成在食品包裝上，鑒于印刷技術(shù)和有機電子技術(shù)的現(xiàn)狀，未來食品包裝上的智能標簽將由多個納米傳感器（分別監(jiān)測溫度、濕度和揮發(fā)物）組成，可以為消費者、生產(chǎn)商和分銷商提示潛在的食物腐敗危險。

　　4  展望

　　新鮮度指示劑或傳感器是為了更好地監(jiān)測食品在貯藏、流通、銷售過程中的品質(zhì)，以幫助消費者選擇優(yōu)質(zhì)健康的食品。目前新鮮度指示劑（傳感器）存在的主要問題有以下幾個方面：1）智能材料穩(wěn)定性有待提高，例如新鮮度指標對特定微生物生長的監(jiān)測和預(yù)警能力較低，可能會誤導(dǎo)甚至危害消費者的健康；2）智能材料的安全性，無論pH顯色材料還是傳感器中應(yīng)用的納米粒子，其中的有害成分都有可能由包裝遷移到食品中；3）模型實驗和真實食物的結(jié)果之間的差異，真正的食物系統(tǒng)的復(fù)雜性（如包裝食品中脂類和非脂類含量、比例和分布不同，某些物理和化學參數(shù)如水分活度、pH等的波動等）使在實驗室獲得的良好的監(jiān)測結(jié)果在實際應(yīng)用中效果降低；4）新鮮度指示劑（傳感器）的成本高，目前智能包裝的成本預(yù)計為最終包裝總成本的50%～100%，然而大多數(shù)食品的包裝成本不應(yīng)超過貨架上商品總成本的10%。

　　因此為了開發(fā)低成本安全的指示標簽和傳感器，需要建立特定的食品數(shù)學模型，讓消費者的品質(zhì)感知轉(zhuǎn)化成可測量的信息。指示劑或傳感器與新技術(shù)結(jié)合，例如價格低廉和使用方便的印刷電子技術(shù)，將有助于智能系統(tǒng)與包裝材料的集成。可以通過在多種不同的襯底上沉積導(dǎo)電油墨層制造電子設(shè)備；先進的油墨技術(shù)，如石墨烯油墨，其獨特的機械靈活性、高導(dǎo)電性和化學穩(wěn)定性等綜合性能，使其成為下一代電子產(chǎn)品的理想選擇；分子印跡技術(shù)具備對目標分子富集和特異性選擇的優(yōu)點，分子印跡技術(shù)作為仿生生物傳感器和具有選擇性吸附目標物的優(yōu)勢，在智能包裝監(jiān)控食品新鮮度上有較大的發(fā)展空間。

　　智能包裝的另一個巨大潛力是將生物傳感器集成到RFID系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)實時傳達產(chǎn)品狀態(tài)信息，進而改善產(chǎn)品安全性和庫存管理便捷性，并減少損失，為商業(yè)應(yīng)用提供巨大的發(fā)展空間，并為包裝的智能化體系的理論研究提供更多思路。