智能包装指示器在食品工业中的研究进展

李田田，李洋，王磊明

（东北林业大学工程技术学院，黑龙江 哈尔滨 150040）

在食品加工和流通过程中，包装是其最重要的步骤之一，尤其在冷链物流中，由于其整个物流过程都必须严格控制产品所处环境的温度，因此对包装的技术要求更严格。包装的主要目的是保护食品免受外部环境的危害，延长食品的储存寿命[1]。智能包装是食品包装界新兴的一种包装技术，Clarke[2]将智能包装定义为具有逻辑能力和信息传递、交流的包装系统，以用来保护食品原料，并通知消费者包装食品的环境状况，提高食品安全性。与活性包装主动保护包装食品的安全相比，智能包装则强调能够感知或测量包装食品的属性、包装内的气体成分和运输环境变化[3]。智能包装中常用的智能指示器可以分为间接型指示器和直接型指示器。间接型指示器包括时间温度指示器、泄露型指示器和射频识别技术等，通过食品周围的环境对食品质量和货架期的影响进行间接评价，消费者通过这些信息可以获知食品的潜在危害，食物变质或含有少量微生物，但尚未出现可检测到的腐败迹象，可能对免疫抑制人群带来危险，特别是儿童和老年人[4]。直接型指示器包括新鲜度指示器、成熟度指示器和生物指示器等，可以直接向消费者提供食品的质量、新鲜度、可食用性和安全性等方面的信息。

从食品质量和安全的角度来看，智能包装可以通过包装系统内的变化及时提供有关食品状态的信息，这对于相关行业和消费者来说是非常有用的[5]。在一些智能包装系统中，包装能够告知用户关于食品在制造和流通过程中的整个历史，例如提供有关制造过程、有效期、原料和储存规格的信息[6]。根据专家预测，新兴一代的智能包装是食品包装的未来。据估计，所谓先进包装的份额约占包装市场总值的5%，其中的11%属于智能包装系统[7]。虽然智能包装在所有包装的销售价值中占有很小的份额，但有迹象表明，在随后的几年里其产值会快速增长。

近年来，随着智能食品包装的快速发展，食品安全问题屡见不鲜，各国对食品接触材料安全性问题引起高度关注。食品包装虽能有效的保护食品免受外界因素的影响而腐坏，但其包装材料中活性化学成分的迁移则会危害消费者的健康[8-9]。尤其在智能食品包装中，指示食品信息和新鲜度的指示器涉及到各种化学物质。本文综述了国内外食品智能包装中间接型指示器和直接型指示器的研究进展，提出该领域存在的问题，对智能食品包装的发展方向及指示器的危害评估进行总结和展望，旨在为促进我国智能食品包装技术发展和安全评价提供参考。

1 间接型指示器

1.1 时间温度型指示器

食品在流通过程和食用期间都需要在一定的温度下贮存以获取其最长时间的货架期。人们通常根据食品包装上标明的固定货架期信息来判断食品是否变质，然而在实际冷链应用中，常因为温度的突变导致食品加速腐坏，影响食物在整个生命周期中的保质期[10-11]。时间温度型指示器（time temperature indicator，TTI）技术能够提供温度敏感食品或易腐产品在存储、分配和消耗过程中的温度波动信息，并通过其颜色的变化动态显示产品的剩余货架寿命，以反映食品质量状态和温度历史[12]。当应用于智能包装时，TTI 可用于消费者对食品安全信息的视觉显示，从而判断食物是否变质。

1.1.1 扩散型TTI

以扩散为基础的TTI 是根据有色物质随环境温度的升高而通过多孔介质扩散的原理制备的，相对来说比较简单。3M 公司销售的Monitor MarkTM，是一种典型的扩散型TTI[13]。该指示器的指示机理是基于有色脂肪酸酯在多孔吸液芯上的温度依赖性扩散反应，温度越高，扩散越快。Monitor Mark TTI 内部由聚酯薄膜层隔开并分为A 和B 两部分，当环境温度达到阻挡层的熔点时，聚酯薄膜层就会熔化，TTI 被立即激活。通过观察TTI 上孔的变色，消费者可以获得关于食物热历史的信息，并估计剩余的货架期。Kim 等[14]利用异丙基棕榈酸酯的扩散开发了一种TTI，对基于温度滥用的非巴氏灭菌果汁的微生物质量监测进行了表征和评价。该TTI 系统显示出在配送和储存过程中监测易腐食品的微生物质量的可能性。万祥龙等[15]基于导电聚合物薄膜中的化学与电化学掺杂扩散过程，利用水性聚苯胺的微尺度薄膜制备了一种基于掺杂指示界面的扩散型TTI。谢新华等[16]采用水杨酸乙酯和ε-己内酯的混合物作为扩散物质，添加着色剂充分混合制成扩散型TTI，可以实现临界温度不超过4 ℃的冷藏食品温度监测作用。

扩散型TTI 具有相对较低的温度依赖性，容易导致食物货架期不可避免的预测错误—低估或过度预测。Suppakul 等[17]为了避免非预期的过度预测，开发了一个TTI 设计方法，将聚二乙炔/二氧化硅纳米复合材料（PDA/SiO2nano-composite）作为显色物质，以Tween 20 作为移动物质，在微孔带的扩散路径上加载，当Tween 20 到达PDA/SiO2NC 的测试线时，该线从蓝色转变为红色，指示TTI 端点。

1.1.2 聚合型TTI

聚合型TTI 是基于单体与乙炔基团 （R1C≡CC≡CR2）的固态聚合反应而构建的。当受到外部环境刺激（例如高温和高辐射）时，单体遵循1，4-加成聚合反应并形成聚二乙炔（polydiacetylene，PDA）化合物[18]。该聚合反应速率随着温度的升高而加快，随着吸收光谱在可见吸收峰处从高频段向低频段转移，指示剂的颜色发生不可逆的直观变化。因此可以将PDA 应用于TTI 以作为食品质量的可视化标志。

Phollookin 等[19]报道了一种用作热致变色标签的PDA 薄膜。选择由聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）和聚乙烯醇（醋酸乙烯酯）组成的聚合物树脂作为丝网印刷油墨的基质，并通过用紫外照射聚合丝网印刷的单体薄膜，生成所需的蓝色PDA 图案。该热变色标签可以在20 ℃～65 ℃的温度范围内，记录PDA 薄膜的热制变色过渡过程。此外，一些乙炔聚合物已被用于商业化的TTI。如Fresh-Check[20]，该指示剂由两个同心圆组成见图1，随温度的升高和反应时间的增加，内圈的聚合物发生聚合反应的速率越快。内圈的颜色变化（逐渐由亮变暗）与食物质量的损失成正比，且温度越高，持续时间越长，内聚合物的颜色变化越大。消费者通过与外环的参考颜色或色度计进行对比和评估，可以直观地看出食品的新鲜程度，进而指示食品的品质。

图1 Fresh-Check 指示剂示意图Fig.1 Fresh-Check indicator schematic diagram

1.1.3 酶促型TTI

另一类用于智能食品包装中的酶促型TTI，利用酶与底物的水解反应，导致pH 值降低，酸碱指示剂的颜色发生变化[21]，反应的程度由时间和温度决定，因此指示剂颜色的变化可以揭示时间和温度的累积效应，从而向消费者动态显示包装食品的剩余货架期。

Anbukarasu 等[22]描述了一种酶活化的时间-温度指示剂，它能产生一种直接的颜色变化，使其与集成时间和温度条件的变化相一致。这种颜色变化是通过一种解聚酶降解负载染料的聚羟基丁酸酯（poly hydroxybutyrate，PHB）薄膜来实现的，从而导致溶液随着时间的推移经历了从透明到有色的光学过渡。Brizio等[23]研制了一种作用于巴氏杀菌的新型TTI，其工作原理是基于淀粉和碘之间的络合反应。研究结果表明，含有6.5%淀粉酶的TTI 在模拟巴氏杀菌的过程中获得最终的变色。当附加到产品的主要包装上时，该TTI可以实现廉价、简单、准确、无损的表明巴氏灭菌过程。因此，在巴氏消毒肉制品过程中使用这种新的TTI 可以为客户和制造商提供一种更加安全健康的产品。王琳等[24]研究了一种固定化糖化酶型TTI，用来监测冷链运输于酸奶的品质。陈德慰等[25]采用虾壳制备一种TTI，通过控制酪氨酸氧化酶和蛋白酶的活性，分别控制虾壳颜色变黑和变红的速度，可用于估算冷藏或室温流通贮藏的食品的剩余货架期。与其它类型相比，酶促型TTI 具有成本低、性能稳定、易于控制等优点。

1.2 泄露型指示器

食品包装中的气体成分由于食品的呼吸作用、包装材料的性质以及环境条件的变化而受到影响，直接关系到包装系统中食品的完整性、货架期、质量和安全性[26]。若包装泄漏，包装内氧气和二氧化碳的含量则发生变化，对食品的货架期造成一定的影响。通常情况下，由于包装内微生物的生长对二氧化碳的含量有所影响，检测结果会出现一定的偏差[27]。因此，氧指示器广泛应用于食品包装中以检测包装的泄露情况。

由于包装内氧气的存在是限制食品货架期的最关键因素，氧化变质促进好氧细菌的繁殖和活动，破坏食品中富有营养、口感和色泽的一系列物质，对氧气敏感的食物成分造成相当大的不利影响，导致食品变质加速[28]。氧指示器的研究发展和应用为实时动态检测包装内部的氧气含量提供了可能。此类指示器主要以油墨印刷或标签形式应用于食品气调包装内。

最广泛使用的氧指示器是一种基于比色氧化还原染料的指示剂，这种类型的氧指示器通常由氧化还原染料[如亚甲基蓝（methylene blue，MB）]和还原剂（如葡萄糖）在碱性溶液（如NaOH 溶液）中组成[29]。在无氧的环境下，MB 以无色状态存在[无色亚甲蓝（leucomethylene blue，LMB）]，但在氧气存在的情况下，染料会迅速被氧化成高度着色的形式，以指示包装内的氧气浓度，指示过程如下方程：

其中，Glu 是葡萄糖，X－是来自葡萄糖的氧化产物，MB 和LMB 分别代表亚甲基蓝的氧化和还原形式。此外，该指示体系由于葡萄糖等还原剂的存在具有一定的可逆性，可以反复使用多次。例如乙基纤维素指示薄膜，由染料分子2，6 二氯吲哚酚、果糖还原剂、乙基纤维素和四丁基氢氧化铵碱性溶液混合制备而成，在空气和氮气中能反复使用，且多次指示之后，指示薄膜中的氧化反应和还原反应能自动修复至平衡，以供下一轮的循环使用[30]。

上述可逆氧化还原反应也可以由一个不可逆的光化学反应来完成。例如，Saarinen 等[31]提出了一种基于MB 指示剂与TiO2纳米颗粒的大规模卷对卷制造的氧指示器结构。这种比色氧指示器是基于染料分子的可逆氧化还原反应，通过紫外光照射导致颜色的变化。同时，基于MB/TiO2混合物的指示剂可以在空气中储存很长的时间，将此氧气指示剂引入气调包装，可以改善包装食品的货架期，减少食品浪费。

此外，Won 等[32]在基于MB/葡萄糖氧化还原反应的基础上，研制了一种新型的压力激活氧指示器。这种氧指示器的组成部分由一个压力致裂的不透水屏障物理隔开，只有当屏障被破坏时，才开始作为氧气指示器工作，其颜色变化与包装内氧气浓度有关。试验证明，该指示器还具有较长的寿命，简单实用，可用来指示包装内氧气浓度。

1.3 射频识别技术

射频识别（radio frequency identification，RFID）是一种无线通信技术，当产品通过供应链时，RFID 可以提供关于温度、相对湿度、营养和供应商信息的实时信息，从而提高可追溯性，确保食品的安全和质量[33]。RFID 系统可根据其电源模式分为无源标签、半无源标签或有源标签。无源标签不包含板载电源，而是由阅读器附近产生的磁场中的电磁感应供电[34]。

Lin 等[35]提出了一种利用包含RFID 标签的系统，结合温度传感器、气体传感器、阅读器和服务器来监控肉类新鲜度的系统。该监测系统成功地显示了高、中、低、变质4 个等级的肉品新鲜度。Le 等[36]设计并实现了一种紧凑、长测量范围的无源射频传感器标签，该系统预计测量包装蔬菜内的温度和湿度，然后通过服务器PC 对测量数据进行分析，以实现对蔬菜的新鲜度的监控。Amin 等[37]研究了一种独特的无芯片RFID传感器系统，用于食品和其他标签物品的无线传感。其特点是不需要芯片和电源，不需要任何维护要求。因此，它在应用上比较容易。Chung 等[38]通过改造无源RFID 标签设计了一个无电池智能传感器标签，这种智能传感器可以通过精确监测鱼包装中的温度和H2S 或NH3和浓度来预测包装鱼的质量。任大伟等[39]设计了基于RFID 标签天线的牛奶质量传感器，通过仿真进行性能优化以及试验验证，分析不同介电性能的牛奶对RFID 谐振频率的影响，进而根据频率的偏移量判断牛奶是否变质。

RFID 在产品识别方面比传统的标签和条形码更加方便，具有相对较大的数据存储容量，读取范围较长（可达数十米甚至超过百米），且不需要视觉接触[40]。但是，由于它们的成本相对较高，所以在使用上是有限的。

2 直接型指示器

2.1 新鲜度指示器

新鲜度指示器作为智能食品包装的一种类型，是以包装薄膜或标签的形式，直接提供包装食品的变质程度或新鲜度损失的信息，达到主动提供食品质量信息的目的[41]。储存期间，葡萄糖、乙醇、有机酸、CO2、挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）和生物胺等代谢物浓度的变化，通常以一种颜色反应的变化显示出来，可以简单地监测食品的新鲜度。

2.1.1 挥发性盐基氮（TVB-N）敏感型

挥发性盐基氮（TVB-N）是肉类和海产品由于受到酶和微生物的作用，在腐败过程中产生大量的碱性含氮物质，主要由氨和三甲胺等组成[42]。由于TVB-N一般呈碱性，对pH 值影响较大，因此常采用pH 值指示剂检测肉类食品中的TVB-N 含量，用以指示食品新鲜度。

Lee G Y 等[43]以溴百里酚蓝-酚红作为pH 值敏感染料分子，对鳐鱼腐败过程中的TVB-N 做出反应，以监测指示器从黄色到紫色的可见颜色变化。Wang 等[44]开发了一种基于聚苯胺（polyaniline，PANI）的可再生指示器，当TVB-N 达到临界值时，PANI 膜从绿色变为孔雀蓝，用来指示罗非鱼的新鲜度。李琛等[45]利用花色苷制备鱼肉新鲜度指示器，随着鱼肉新鲜度下降，TVB-N 含量增加，指示器颜色发生明显变化。Aghaei等[46]研究了由醋酸纤维素纳米纤维和茜草素组成的纳米变色传感器，它可以实时显示鱼类的腐败情况。随着TVB-N 的增加和产品pH 值的增加，纳米传感器的颜色会发生从砖红色到紫色的视觉变化。Dudnyk 等[47]设计了一种仅基于食物来源材料（果胶和红甘蓝）的食物新鲜度指示器，红甘蓝提取物作为比色指示剂。试验证明，当指示器暴露于某些气态胺时，呈现出从紫色到黄色的转变，可用于肉类及海鲜的新鲜度检测，且该指示器薄膜可食用，在食品包装内使用安全，便于广泛使用。

2.1.2 二氧化碳敏感型

二氧化碳是评估包装食品质量和安全性的可用指标之一[48]。一般来看，由于二氧化碳代谢生成的微生物和霉菌的生长，食品在包装后不久就开始腐败。因此，视觉上突出指示食品包装内二氧化碳存在的指示器可用作指示食品的新鲜度[49]。

Saliu 等[50]研究了由氨基酸（L-赖氨酸）、多肽（ε-聚赖氨酸，EPL）和天然染料（花青素）构成的混合物作为二氧化碳比色指示器的的传感性能。其指示机理是赖氨酸的ε-氨基与二氧化碳的可逆反应，形成相应的氨基甲酸衍生物，相关溶液的pH 值也发生了显著变化，该反应结果可以通过花青素染料颜色的明显变化见图2。

Suh 等[51]开发出不同大小的壳聚糖纳米颗粒作为基于二氧化碳的食品质量指标。通过控制壳聚糖纳米颗粒的大小，可以对二氧化碳指示剂的转变出现时间进行调整，以适应包装食品质量的变化。研究表明，基于壳聚糖纳米粒子的二氧化碳指示剂可以用作检测食品质量指标。Pisuchpen[52]研制了一种基于甲基红/溴百里酚蓝混合染料的颜色指示标签，标签的可见颜色变化与包装内二氧化碳的水平显著相关，用于监测和指示传统泰式甜点“Thong-EK”的保质期。Chen 等[53]通过在指示器膜溶液中混合甲基红和溴百里酚蓝溶液构建了鲜切青椒的二氧化碳指示标签。由于青椒在冷藏温度下变质，包装中的二氧化碳浓度增加，指示标签从黄绿色变为橙色。通过这种不可逆的颜色变化，消费者可以直观判断鲜切青椒的新鲜度。Choi 等[54]开发了一种基于酪蛋白酸钠（NaCas）和果胶反应的二氧化碳指示器，并将其应用于泡菜包装上，试验证明，通过指示器透明度的变化可反映包装内泡菜的质量状况。

2.1.3 硫化氢敏感型

硫化氢是肉类产品腐败臭味的主要来源。Smolander 等[55]将肌红蛋白固定在琼脂糖中，研发了一种硫化氢敏感型指示器，利用禽类产品在储藏过程中因腐败产生的硫化氢与肌红蛋白发生反应，生成绿色的硫化肌红蛋白。因此该指示器通过显著的颜色变化可以准确地反映禽类等产品的新鲜度。

图2 二氧化碳与赖氨酸在水溶液中的直接反应和花青素形态的pH 值诱导转变的指示机理图Fig.2 The mechanism of indicator trough direct reaction of carbon dioxide and lysine in aqueous solution and the pH induced transition of cyanidin forms

2.2 成熟度指示器

成熟度指示器主要应用于水果包装。2004年新西兰超级市场推出的Ripe SenceTM智能标签，可通过检测水果成熟后释放的天然芳香成分来判断其成熟度。随着果实成熟度的上升，标签颜色从红色转变为黄色[56]。此外，另一种成熟度指示器指示原理是基于乙烯的还原作用，使选定的金属离子产生相应的颜色变化[57]。例如，钼酸铵溶液中的Mo（VI）由于苹果释放的乙烯被还原成Mo（V），发生从浅黄色到蓝色的显著颜色变化，以此来表征苹果的成熟度。Kuswandi 等[58]通过使用溴酚蓝和细菌纤维素膜，开发了一种简单且低成本的颜色指示器。该指示器可用于实时视觉监测包装番石榴的成熟度，并可用于评估其在28 ℃～30 ℃环境温度下的可销售期。在番石榴的成熟过程中，由于包装顶部空间中挥发性有机化合物（如乙酸）的增加而引起pH 值的变化，指示器从蓝色转变为绿色。因此，该指示器可用于包装瓜果成熟度的实时视觉监测。

2.3 生物指示器

生物指示器可用于检测和传输食品中发生的生物反应信息，指示原理是基于生物来源的化合物（如酶，抗体，核酸）与微生物或其代谢产物之间发生的反应[59]。

美国SIRA Technologies 公司已将研制的Food Sentinel SystemTM产品商业化[60]，在该系统中，把特异于靶病原体的抗体（例如沙门氏菌）附着在食品包装条形码的膜上，当食品受到污染时，产生的毒素与抗体结合将导致条形码形成局部暗条，使条形码在扫描时不可读取，从而可以提醒消费者避免购买到变质食品。同样，加拿大Toxin Alert 公司开发了Toxin GuardTM指示器，该指示器将抗体结合到塑料包装薄膜（聚氯乙烯或聚烯烃薄膜）中，以检测病原体[61]。黄嘌呤分子可以作为肉类的腐坏指标[62]。Dervisevic 等[63]利用戊二醛在石墨电极上固定黄嘌呤氧化酶，设计了一种新型电流型黄嘌呤生物传感器。利用黄嘌呤的氧化反应对黄嘌呤浓度进行检测，并采用电化学聚合电极计算鸡肉样品中黄嘌呤的含量。Fazial 等[64]研制了一种用肌酸作为新鲜度标记的原位和实时分析的反射式生物传感器。使用光纤反射分光光度计在生物识别阶段进行反射率测量，以定量肌酸水平，肌酸可用作直接评价鱼类腐败程度的指标。

3 智能包装中指示器的安全评价

随着智能食品包装技术的研究发展，其包装安全问题也备受关注。智能食品包装的危害主要来源于包装材料本身或印刷油墨、复合膜用粘合剂等迁移入食品的化学物质，从而引起食品安全问题[65]。自20 世纪50年代末开始，美国食品与药品管理局（Food and Drug Administration，FDA）和欧盟委员会颁布了一系列食品接触材料安全性的相关法令[66]，据此对智能包装中食品接触材料的化学迁移物进行毒理学评估和暴露评估。

3.1 毒理学评估

应用于氧指示器中的氧化还原染料MB 具有一定的毒性。在医学应用中，MB 对糖尿病视网膜病变（diabetic retinopathy，DR）的治疗起调节作用，通过MB 治疗可减弱因视网膜层相对厚度增加和血视网膜屏障（blood-retinal barrier，BRB）通透性降低所引起的DR。此外，MB 显著降低了所有检测到的炎症介质的水平，并对NLRP3 炎性小体起到抑制作用[67]。然而有研究表明，它与胎儿和新生儿中的亨氏小体贫血和高胆红素血症等并发症有关。当MB 进入红细胞时，它会迅速转化为无色MB，同时产生过氧化氢，当MB 的浓度很高时，产生的过氧化氢的量会超过红细胞对其解毒的能力，导致硫血红蛋白和亨氏小体的形成，造成溶血性贫血[68]。

纳米技术的快速发展随着投资和市场份额的增加而改变食品科学和食品工业的许多领域，由于材料具有高强度性、高阻隔性、高降解性以及高抗菌能力的特点而应用在智能包装中。现有文献表明，纳米材料仍存在许多不确定性。例如，Cui 等[69]表明单壁碳纳米管抑制人胚肾细胞的增殖，并对细胞生长和细胞更新产生负面影响。有体外细胞实验证实，纳米颗粒在生物体内的毒性是由于产生大量的活性氧物质，进而发生氧化应激效应，其结果是导致细胞抗氧化能力的下降，最终造成生物体局部器官（如肺部）的炎症和纤维化[70]。

塑料食品包装材料作为智能食品包装中常用的材料，与消费者健康安全密切相关。其材质包括聚乙烯、低密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸树酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等，另外还会用到增塑剂等[71]。双酚A（bisphenol A，BPA）是碳酸酯类塑料产品的主要原料，早期人们对它向食品内的迁移没有引起足够的重视，但经过研究表明，BPA 对动物体具有生物毒性[72-73]。双酚 S（bisphenol S，BPS）作为 BPA 的替代品被广泛应用，而对于其内分泌毒性、免疫毒性和神经内分泌毒性还不明确。裘文慧等[74]通过对低浓度环境相关水平BPS 的短期急性暴露对斑马鱼免疫细胞的毒性效应研究，发现BPS 具有与BPA 类似的毒性和作用机理。

已有研究表明，食品包装涉及各种各样的化学物质以及复杂的迁移混合物。此外，迁移物质也可能是一种未知的反应产物。如添加剂或单体的降解产物，以及源于印刷油墨、粘合剂、溶剂等产生的物质，也可能在一定条件下迁移到食物中[75]，对消费者健康造成威胁。

3.2 暴露评估

暴露评估是由世界卫生组织（World Health Organization，WHO）定义的，对通过食物可能摄入的生物、化学或物理制剂以及与其他来源的相关接触的定性和定量评估[76]。对于食品包装来说，定量暴露评估涉及到两个重要的参数，一个是包装材料中的化学物质从包装中迁移至食品的迁移量，另一个是膳食摄入量[77]。

在针对迁移量的暴露评估中，通常是采用一种化学混合物（模拟物）对智能食品包装中待评估的化学物进行迁移试验，然后采用光谱、色谱、质谱等技术对其进行定性与定量检测[78]。为了避免在试验中因选用哪种食品而出现争议，欧盟法规规定了4 种模拟物来模拟食品进行迁移试验见表1[79]。

表1 欧盟用来检验塑料迁移的特定食品模拟物（CEU2002）Table 1 Specific food simulants used by the EU to test plastic migration（CEU2002）

例如，在包装油墨迁移试验中，Papilloud 等[80]对UV-印刷中所含的丙烯酸酯和光引发剂向模拟物中的迁移进行了研究，该试验在不锈钢容器中进行，印刷材料保持单面和模拟物接触，通过气相色谱-质谱法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS） 测定迁移量，在10 μg/L 以上水平，丙烯酸酯和光引发剂的准确性和重复性都很好。

当智能包装指示器在食品包装之外时，比如大多数TTI 是隔离在直接包装外，所以假定隔离足以阻止材料向食品的迁移，因此在智能成分的使用符合规定的前提下可以不必进行迁移试验。

4 结论与展望

智能食品包装不仅是食品包装领域的一项创新，在食品流通尤其是冷链物流中更是发挥了重要作用，比如TTI，可以用来监测冷链物流中食品所处环境温度的变化，精确直观地向消费者表明在流通过程中是否存在断链现象，可以为用户提供更优质安全的食品。更重要的是，随着智能食品包装的商业化应用，消费者对食品品质和货架期的关注得到提高，进一步增强了消费者对食品安全的信心，并为间接监督食品生产者提高对食品品质的责任意识起到了积极作用。就目前来看，应用于智能食品包装的指示器多以显色材料发生化学反应产生颜色变化为主，有变色明显、灵敏度高等优势。然而，由于其变色原理和化学反应受环境因素的影响，在实际应用中还存在一些问题：

1）由于大多数指示器为光敏性或热敏性物质，其稳定性较差，使用前需在一定条件下进行储存，不仅限制了其应用范围，更易因使用不当而产生预测误差，影响消费者对食品质量和剩余货架期的判断；

2）指示器中发生颜色变化的化学反应有些是可逆的，如在冷链运输中若发生“断链”现象，一旦环境温度恢复规定要求，指示器颜色又趋于正常，这对某些不良商家提供了可乘之机，对消费者来说则存在巨大的食品安全隐患；

3）对智能食品包装中活性与智能成分的毒理学评估不够全面有效，应用于智能食品包装的化学物质种类复杂，更有多种人工合成的材料，其安全性无法得到保证；

4）智能食品包装成本问题。据估计，食品由于使用智能食品包装，其价格几乎是原来的两倍，高成本对其未来的商业应用有一定的阻碍作用。

尽管智能食品包装目前仍存在功效性、安全性和可靠性等诸多问题，但随着技术的飞速发展和消费者认知水平的不断提高，智能食品包装必能在更广泛的领域中应用。未来的研究方向包括：

1）随着纳米技术在食品工业中的发展，研究开发多种功能性纳米材料将成为今后智能食品包装的研发重点；

2）研制智能包装和活性包装相结合的一体化活性智能包装系统，可以更全面科学的指示食品信息和主动保护食品质量，为消费者提供一个更安全的食品环境；

3）开发天然色素取代人工合成的化合物作为染料分子，不仅可以提高食品安全性，更降低了技术总成本；

4）将智能食品包装与信息技术、智能生活终端深度融合，赋予其信息交互功能，向消费者以数字化的形式传递食品品质信息，提高食品安全。

5）为了提高新食品包装技术的安全性和有效性，并确保现代社会的可持续发展，应该在政府监管机构、行业、消费者和多学科专家的合作基础上进行持续的研究和开发。

尽管我国在智能食品包装方面起步较发达国家晚，但随着制造商和消费者对食品安全与质量关注度的提高，以及相关技术的日益完善，智能食品包装也必将迎拥有更广阔的前景与发展潜力。