一种时间—温度指示标签及其制备方法
技术领域
[0001] 本
发明属于冷藏冷冻的技术领域，具体的涉及
一种时间-温度指示标签及其制备方法。
背景技术
[0002] 随着我国居民对高
质量食品需求的增加，传统冷冻
包装食品已不能满足广大消费者的要求，高品质的冷藏食品越来越受消费者欢迎。除了食品自身因素的影响，冷藏食品的品质还受温度、湿度、气体成分、
微生物等环境条件的影响。温度通常是影响冷藏食品品质的关键因素，在贮藏、物流、配送等过程中，温度的
波动会降低冷藏食品的品质，缩短其
货架期，不仅会造成较大的经济损失，而且存在潜在的
食品安全问题。由于冷藏食品贮运和销售时冷藏链温度较难控制，温度波动不可避免，问题是如何减少温度波动或知道温度波动范围多大是实际可接受的。对冷藏链的温度要求，国外称之为“不高于规则”(The Never Warmer Than Rule)，即从生产者到消费者之间各环节的温度都不高于设定温度，但是在实际中冷藏链温度经常偏离设定温度。随着食品新鲜度和安全性地位的不断提高以及全球化和市场范围扩大导致的食品供应链的不断延长，人们对食品
可追溯性的要求也越来越高。
[0003] 时间-温度指示标签（time-temperature integrators/indicators, TTIs）将温度随着时间积累的变化直观的呈现，能够可视性的观测产品质量变化，指示产品的剩余货架期。通过
颜色的移动或变化、机械形变等易于观测的变化，TTIs标签将贮藏或销售条件的信息呈现给观测者。根据Taoukis的分类方法，即按用途分类，TTIs标签分为
临界温度指示标签、临界温度-时间指示标签、时间-温度指示标签。另外，按工作原理分类，TTIs标签主要有扩散型、酶型和
聚合物型等。
[0004] 2004年叶兴乾等人研发的CN1547010A采用
单体化合物（熔点12℃的
硬脂酸丁酯、-1.1℃的邻苯二
甲酸二甲酯、-10℃的邻苯二甲酸二丁酯、-17℃的辛二醇）作为指示剂，但由于硬脂酸丁酯的熔点为12℃大大超出了一般冷藏食品要求的冷藏温度范围（0～8℃）。2012年
艾志录等人研发的CN101718597B的临界温度为-3～-15℃，适用于指示冷冻食品的剩余货架期，而不能用于指示冷藏食品的剩余货架期。
[0005] 现有的时间-温度指示标签所采用的指示剂和
着色剂均为合成的工业用化学物质，很多不符合食品安全的规定，存在着极大的食品安全隐患。
[0006]
专利号CN201731955U（一种标贴式冷冻指示装置）通过按钉将指示剂与扩散介质带相连，指示剂位于扩散介质带的上方，按钉刺破贮液腔后，指示剂根据重
力原理向下流动，从而与扩散介质
接触，随着指示剂液面的不断下降，按钉处的液压逐渐减小可能导致指示剂在扩散介质带上不能均一性扩散。
[0007] 专利号CN201159676Y（时间温度指示标签）是通过多空毛线管线将指示剂与带状扩散介质相连。该专利的时间温度指示标签成品后，必须在低于规定温度下存储、运输和销售，不利于产品的规模化生产和使用。
发明内容
[0008] 本发明的目的在于针对上述存在的
缺陷而提供一种时间-温度指示标签及其制备方法，该时间-温度指示标签能够反映冷藏食品贮运过程中品质和质量变化，可以指示冷藏食品的剩余货架期，并能够在0～12℃范围内自由调节其临界温度，从而大大扩大了指示标签的应用范围。
[0009] 本发明的技术方案为： 一种时间-温度指示标签，包括标签
固定板、密封
薄膜，标签固定板的一端设有薄膜储液袋，该薄膜储液袋内装有指示剂；标签固定板的另一端设有固定卡槽，该固定卡槽一端的端部紧邻于薄膜储液袋；在固定卡槽内固定有与其长度相配合的扩散介质带，该扩散介质带与薄膜储液袋紧邻的一端嵌有刺片，该刺片上安装有推柄；在标签固定板
正面上标有指示冷贮食品货架期的刻度线，刻度线与扩散介质带
位置相对应；密封薄膜密封于标签固定板正面的外侧。
[0010] 所述标签固定板的背面设有黏贴条，该黏贴条由黏贴层和
覆盖在黏贴层表面的防粘纸组成。
[0011] 所述密封薄膜为透明薄膜。
[0012] 所述密封薄膜上设有用于观察冷贮食品货架期刻度透明窗口。
[0013] 所述指示剂由扩散剂和着色剂组成，其中扩散剂由凡士林、
植物油脂和甘油酯组成。
[0014] 所述凡士林、
植物油脂和甘油酯的体积比为70:30:(0～9)。
[0015] 所述植物油脂为
大豆油、
花生油、
葵花籽油、玉米油、芝麻油、
棉籽油、山茶油和
棕榈油中至少一种。
[0016] 所述扩散介质带其材质为
滤纸、纸、
无纺布、薄层
纤维、层析板、亚麻纤维和棉纤维中的一种。
[0017] 所述着色剂为脂溶性色素。
[0018] 一种制备所述时间-温度指示标签的方法，包括以下步骤：首先按比例量取凡士林、植物油脂、甘油酯和着色剂，在60～80℃下加热混匀后装入薄膜储液袋内密封；然后将扩散介质带的一端嵌入刺片，固定于固定卡槽内，最后将其他组件一一装配制成时间-温度指示标签。
[0019] 本发明的有益效果为：本发明所述时间-温度指示标签以植物油脂、凡士林和甘油酯作为扩散剂，加入着色剂混匀制成指示剂，通过指示剂在扩散介质带上的迁移长度，时间-温度指示标签连续记录冷藏食品的时间-温度变化历史，向管理者或消费者提供冷藏食品质量现状的
信号，即指示冷藏食品的剩余货架期。通过调节凡士林、植物油脂与甘油酯的比例可改变指示剂的临界温度和迁移速度，从而满足实时监测不同品种冷藏食品在贮藏和物流过程中品质变化的需要，能够精确预测冷藏食品的货架期，预警潜在的食品安全问题。临界温度的范围在0～12℃，24小时内的迁移速度为0.2～2.0cm，这能够适应冷藏食品的冷藏要求，大大扩大了指示标签的应用范围。
[0020] 本发明的时间-温度指示标签的扩散剂与着色剂，相溶效果好，迁移的一致性极强；时间-温度指示标签所采用的扩散剂和着色剂均无毒无害，符合食品安全的相关规定，并且该指示标签尺寸小，生产成本低，制备工艺简便，响应精确，能够连续显示时间-温度变化。
[0021] 所述时间-温度指示标签指示剂与扩散介质带是分别隔离开的，可在室温下存储、运输和销售，方便、易存储，可以常温存储，使用前放置于温度低于-5℃的环境下低温预冷处理10min即可，家用
冰箱的冷冻室即可满足。使用时，直接贴在冷贮
食品包装上，再通过推柄将刺片推入薄膜储液袋内，即可使用，当刺片推入薄膜储液袋时，储液袋内的指示剂在扩散介质带上随着时间的推移而不断迁移，有效地避免指示剂液面变化和重力带来不稳定影响。同时，由于扩散介质带插入薄膜储液袋的深度不同，其扩散距离是有差别的，本发明中刺片推入薄膜储液袋距离是固定长度，这有效地保证指示剂扩散的均一性。根据时间-温度指示标签的指示刻度可简单直观地将冷藏食品的劣变程度和剩余货架期等信息传递给管理者或消费者。目前的市场需求前景广阔，尤其在
电子商务迅猛发展的今天，生鲜食品得到电商消费者的热捧，“多批次，小批量”的物流模式使得时间-温度指示标签的应用变得尤为重要，因此该时间-温度指示标签具有较高的经济效益和社会效益。
[0022] 综上所述，该时间-温度指示标签能够反映冷藏食品的品质与质量变化，指示冷藏食品的剩余货架期，并能够在0～12℃范围内自由调节其临界温度，从而大大扩大了指示标签的应用范围。
附图说明
[0023] 图1 为本发明具体实施方式中时间-温度指示标签的主视图。
[0024] 图2为图1的A-A截面图。
[0025] 图3为图1的B-B截面图。
[0026] 图4为扩散剂凡士林、植物油脂和甘油酯的配比与指示剂迁移速率、临界温度的响应面图。
[0027] 其中，1为薄膜储液袋，2为指示剂，3为刺片，4为推柄，5为刻度线，6为扩散介质带，7为标签固定板，8为固定卡槽，9为黏贴条，10为密封薄膜。
具体实施方式
[0028] 下面通过具体实施方式对本发明进行详细的说明。
[0029] 所述的时间-温度指示标签，包括标签固定板7、密封薄膜10，标签固定板7的一端设有薄膜储液袋1，该薄膜储液袋1内装有指示剂2；标签固定板7的另一端设有固定卡槽8，该固定卡槽8一端的端部紧邻于薄膜储液袋1；在固定卡槽8内固定有与其长度相配合的扩散介质带6，该扩散介质带6与薄膜储液袋1紧邻的一端嵌有刺片3，该刺片3上安装有推柄4；在标签固定板7正面上标有指示冷贮食品货架期的刻度线5，刻度线5与扩散介质带6位置相对应；密封薄膜10密封于标签固定板7正面的外侧。
[0030] 所述标签固定板7的背面设有黏贴条9，该黏贴条9由黏贴层和覆盖在黏贴层表面的防粘纸组成。
[0031] 所述密封薄膜10为透明薄膜。
[0032] 所述密封薄膜10上设有用于观察冷贮食品货架期刻度的透明窗口。
[0033] 所述指示剂2由扩散剂和着色剂组成，其中扩散剂由凡士林、植物油脂和甘油酯组成。
[0034] 所述凡士林、植物油脂和甘油酯的体积比为70:30:(0～9)。
[0035] 所述植物油脂为大豆油、花生油、葵花籽油、玉米油、芝麻油、棉籽油、山茶油和棕榈油中至少一种。
[0036] 所述甘油酯为山嵛酸甘油酯或二十二烯酸甘油酯。
[0037] 所述扩散介质带6其材质为滤纸、纸、无纺布、薄层纤维、层析板、亚麻纤维和棉纤维中的一种。
[0038] 所述着色剂为脂溶性色素。
[0039] 一种制备所述时间-温度指示标签的方法，包括以下步骤：首先按比例量取凡士林、植物油脂、甘油酯和着色剂，在60～80℃下加热混匀后装入薄膜储液袋1内密封；然后将扩散介质带6的一端嵌入刺片3，固定于固定卡槽8内，最后将其他组件一一装配制成时间-温度指示标签。
[0040] 使用时，在低于-5℃条件下低温处理10min，然后将刺片3完全推入薄膜储液袋1内。当
环境温度高于要求温度时，指示剂融化，并开始沿着扩散介质带6迁移，且迁移速度随温度的变化而变化。通过指示剂在扩散介质带6上的迁移长度，时间-温度指示标签连续记录冷贮食品的时间-温度变化历史，向管理者或消费者提供冷贮食品质量现状的信号，即指示冷贮食品的剩余货架期。通过调节凡士林、植物油脂与甘油酯的比例可改变指示剂的临界温度和迁移速度。临界温度的范围在0～12℃，24小时内的迁移速度为0.2～
2.0cm，这能够适应冷贮食品的冷藏要求，大大扩大了指示标签的应用范围。
[0041] 下面以3个
实施例对本发明进行说明，通过调节指示剂的配比可形成多个实施方案。
[0042] 实施例1按70:30:4的比例量取凡士林、植物油脂、山嵛酸甘油酯，并加入少量的着色剂玉米黄，在60～80℃的温度下加热混匀后装入薄膜储液袋1内密封，将一端嵌有刺片3的扩散介质6带置于固定卡槽8内，最后将其他组件一一装配制成时间-温度指示标签。其中，扩散介质带6为中速滤纸条，规格为8.0cm×0.5cm。使用时，在低于-5℃条件下低温处理
10min，然后将刺片3完全推入薄膜储液袋1内。
[0043] 在9.0℃下，本实施例的时间-温度指示标签的扩散速率为1.39×10-2cm/h。当该时间-温度指示标签的扩散长度为1.0cm时，表示在9.0℃下经历了72h。该时间-温度指示标签能够精确测量扩散长度，因此它能够准确表明在9.0℃下经历的时间。
[0044] 实施例2按70:30:8的比例量取凡士林、植物油脂、二十二烯酸甘油酯，并加入少量的着色剂玉米黄，在60～80℃的温度下加热混匀后装入薄膜储液袋1内密封，将一端嵌有刺片3的扩散介质6带置于固定卡槽8内，最后将其他组件一一装配制成时间-温度指示标签。其中，扩散介质带6为中速滤纸条，规格为8.0cm×0.5cm。使用时，在低于-5℃条件下低温处理
10min，然后将刺片3完全推入薄膜储液袋1内。
[0045] 在10.0℃下，本实施例的时间-温度指示标签的扩散速率为7.47×10-3cm/h。当该时间-温度指示标签的扩散长度为0.5cm时，表示在10.0℃下经历了70h。实施例2的时间-温度指示标签能够精确测量扩散长度，因此它能够准确表明在10.0℃下经历的时间。本实施例的时间-温度指示标签可在常温条件下储运，仅在使用前进行短时低温处理即可。
[0046] 实施例3按70:30:1的比例量取凡士林、植物油脂、山嵛酸甘油酯，并加入少量的着色剂辣椒红，在60～80℃的温度下加热混匀后装入薄膜储液袋1内密封，将一端嵌有刺片3的扩散介质6带置于固定卡槽8内，最后将其他组件一一装配制成时间-温度指示标签。其中，扩散介质带6为中速滤纸条，规格为8.0cm×0.5cm。使用时，在低于-5℃条件下低温处理
10min，然后将刺片3完全推入薄膜储液袋1内。
[0047] 在5.5℃下，本实施例的时间-温度指示标签的扩散速率为2.58×10-2cm/h。当该时间-温度指示标签的扩散长度为2.0cm时，表示在5.5℃下经历了77h。实施例3的时间-温度指示标签能够精确测量扩散长度，因此它能够准确表明在5.5℃下经历的时间。本实施例的时间-温度指示标签可在常温条件下储运，仅在使用前进行短时低温处理即可。
