目前，天然色素作为智能指示膜的指示剂也成为了国内外研究的热点之一。桑葚花青素提取液、葡萄皮花青素提取液、蓝莓花青素提取液、玫瑰花青素提取液等在智能指示膜指示剂的应用中已取得一定的成果。来自四川农业大学食品学院的蒋光阳、肖力源、张志清*和广东省农业科学院作物研究所的王章英等人以可降解材料淀粉、羧甲基纤维素钠（CMC）、魔芋葡甘露聚糖（KMG）两两互配为成膜基材，并加入天然紫薯花青素作为成膜指示剂，通过流延法制备指示膜。并比较不同基材指示膜间力学性能、水溶性、微观结构、相容性、颜色稳定性及显色效果，以期为紫薯花青素应用于智能指示膜提供理论指导。
1. 紫薯花青素溶液在不同pH值下的颜色及可见光谱
当pH 2～12时，紫薯花青素的颜色随溶液pH值的升高呈现出由深红色→浅红色→紫色→蓝色→绿色→黄色。因为花青素在水溶液中不稳定，在特定的pH值环境中，黄烊盐离子、醌式碱、甲醇假碱以及查耳酮4 种结构之间存在平衡，但随着pH值的变化，各结构之间的转换易受到影响，从而导致花青素水溶液颜色发生变化。
当pH 2～5时，紫薯花青素颜色呈红色或浅红色，且随着溶液pH值增加，紫薯花青素的最大吸收峰的波长从524 nm向556 nm迁移，吸光度也明显下降。当花青素溶液的pH值升到7时，最大吸收波长增加到556 nm附近。当pH 8～12时，最大吸收光谱处于604 nm附近。
当pH 2～9时，随pH值增加，颜色由红色变成绿色，且不断加深，且A604 nm/A524 nm呈指数增长。指数方程为：y＝0.24346＋0.14447e0.295 0x（R2＝0.9685），表明花青素的颜色变化符合朗伯-比尔定律，是一种很好的天然指示剂。
2. 智能膜的特性
SCP、KCP、KSP 3 种膜之间的厚度存在差异。拉伸强度从高到低依次为：SCP膜＞KSP膜＞KCP膜。SCP膜表现出最高的抗拉伸强度，膜的拉伸强度与膜分子结晶结构以及氢键有着密切的关系；因此膜之间拉伸强度的差异可能由3 种原料之间羟基的数量不同而导致。KCP、SCP膜表现出较高的断裂伸长率，且与KSP膜之间存在显着性差异，说明KGM具有聚多糖高分子化合物的共性，在其分子链上有大量的羟基能与淀粉之间发生强烈的相互作用。3 种智能指示膜的水溶性有着显着性差异，水溶性从大到小依次为：KCP膜＞KSP膜＞SCP膜。
3. 智能指示膜的FTIR分析
成膜材料和3 种指示膜的红外吸收光谱在3385 cm-1附近对应有明显的O—H键伸缩振动吸收峰，与马铃薯淀粉、KGM、CMC、紫薯花青素原料里面均含有丰富的羟基是一致的；在2933 cm-1和2888 cm-1处有明显的吸收振动伸缩峰，此处由有机化合物的特征结构—CH2和—CH引起。SCP膜的红外光谱图在1733 cm-1处有一个强度较弱的肩峰，是由黄酮类化合物结构中呋喃环伸缩振动引起。
4. 智能指示膜的微观结构
SCP膜的横切面光滑紧密，未出现孔洞及裂痕，结构规整，表明其成分之间具有很好的相容性，与前文中优良的机械性能和相对较差的水溶性相吻合。KSP膜表面略带有纹路，组分均一性差。KCP膜结构松散，横截面带有孔洞，导致其断裂伸长率增加，抗拉伸强度降低，自由水易从其孔洞进入膜内部，导致其水溶性增强。
5. 智能指示膜的颜色稳定性
在4 ℃和25 ℃条件下贮藏，3 种智能指示膜均表现出良好的颜色稳定性，可能是因为在温度处于50 ℃以下时花青素的降解速率缓慢，从而指示膜颜色稳定性较好；同时花青素与各种基材之间相容性较好，使得花青素受一定的保护作用。其中SCP膜的稳定性强于其他两种膜，可能是因为SCP膜表面更加光滑，且均匀致密，使得花青素被保护从而更加稳定，不易受外界环境影响。
6. 智能指示膜在鱼肉新鲜度检测中的初步应用
随着贮藏时间的延长， 鱼肉的TVB-N含量、ΔE均不断升高。鱼肉的初始TVB-N含量为6.53 mg/100 g，满足GB 2733—2015《食品安全国家标准 鲜、冻动物性水产品》规定的新鲜鱼肉中TVB-N含量应该小于15 mg/100 g；因此鱼肉处于新鲜状态，智能指示膜显示出暗红色。
随着贮藏时间的延长，膜的颜色越来越浅，当贮藏时间达24 h时，鱼肉的TVB-N含量达15.2 mg/100 g，超过了GB 2733—2015规定的鲜度标准，此时指示膜显示出浅红色，ΔE为13.63，与鱼肉新鲜时指示膜对比颜色变化明显。当贮藏48 h时，鱼肉的TVB-N含量达到36.47 mg/100 g，鱼肉已经完全腐败，此时智能指示膜显示出浅蓝色。
结 论
SCP膜的抗拉伸强度最高（（15.39±1.15）MPa）、水溶性最低（（24.17±1.21）%），且颜色稳定性好；而KCP膜断裂伸长率最大（（44.79±1.43）%）；扫描电子显微镜观察结果表明不同智能指示膜微观结构差异明显，其中SCP膜横切面光滑紧密。利用SCP检测鱼肉新鲜度，25 ℃下鱼肉贮藏24 h后挥发性盐基氮含量达15.2 mg/100 g，已经开始腐败，此时智能指示膜显示出浅红色，48 h后变为浅蓝色。因此，SCP膜适合新鲜度检测，且运用紫薯花青素开发稳定的指示膜有良好的应用前景。
