智能包裝與智能標(biāo)簽深度解析

智能包裝與智能標(biāo)簽是一個多元學(xué)科交叉的應(yīng)用領(lǐng)域，相信隨著各領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展，智能包裝與標(biāo)簽會得到更廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。

 

1992年，在倫敦召開的“智能包裝”會議上給出了智能包裝的定義，智能包裝是指在一個包裝、一個產(chǎn)品或產(chǎn)品-包裝組合中，有一集成化元件或一項固有特性（元件），通過此類元件或特性把符合特定要求的職能成分賦予產(chǎn)品包裝的功能中，或體現(xiàn)于產(chǎn)品本身的使用中。具體來講，智能包裝就是利用新型的包裝材料、結(jié)構(gòu)與形式對商品的質(zhì)量和流通安全性進(jìn)行積極干預(yù)與保障；利用信息收集、管理、控制與處理技術(shù)完成對運(yùn)輸包裝系統(tǒng)的優(yōu)化管理等。

按照工作原理來分類，智能包裝可以分為功能材料型智能包裝、功能結(jié)構(gòu)型智能包裝及信息型智能包裝。功能材料型智能包裝就是指通過應(yīng)用新型智能包裝材料，增加和提升包裝功能，以達(dá)到特定包裝的目的。如通過采用光電、濕敏、溫敏、氣敏等功能材料，對環(huán)境因素具有“識別”和“判斷”功能的包裝就是典型的材料型智能包裝。

 

按照應(yīng)用領(lǐng)域來分類，可將智能包裝分為：食品智能包裝、藥品智能包裝、化妝品智能包裝等。

 

智能標(biāo)簽是20世紀(jì)90年代興起的一項新技術(shù)，廣泛用于食品的儲存、運(yùn)輸和銷售領(lǐng)域。智能標(biāo)簽使用便利，可以提升品牌，增加趣味性、娛樂性、新穎性，容易吸引消費(fèi)者的眼球，提高差異性，更容易被消費(fèi)者接受。

 

智能標(biāo)簽主要有兩種，一種是具有診斷或檢測功能的標(biāo)簽，主要包括時間-溫度指示標(biāo)簽、新鮮度指示標(biāo)簽、氧指示標(biāo)簽、二氧化碳指示標(biāo)簽、包裝泄露標(biāo)簽、致病菌指示標(biāo)簽等；另一種是采用信息技術(shù)的標(biāo)簽，主要包括無線射頻識別電子標(biāo)簽（RFID）、防盜竊電子監(jiān)視標(biāo)簽、電磁識別標(biāo)簽等。

 

時間-溫度指示標(biāo)簽

 

時間-溫度指示標(biāo)簽(TTI)通常是基于時間和溫度累積化學(xué)變化效果，例如發(fā)生聚合反應(yīng)、光致變色反映、氧化反應(yīng)等；或基于累積生物變化原理，如酶反應(yīng)、乳酸反應(yīng)等；或基于物理特性、過程引發(fā)的變化，如擴(kuò)散、熱致變色、光聲晶格變化等。利用以上原理或變化產(chǎn)生不可逆的變化，顯示出時間和溫度的累積效應(yīng)。時間-溫度指示標(biāo)簽通常多應(yīng)用于食品包裝。

 

Check point®的TTI標(biāo)簽是基于酶在較高溫度下分解標(biāo)簽上脂肪類基材，引起基材的pH值降低，使得指示劑變色。

 

PakSense®TTI標(biāo)簽可以同時指示出食物儲存和零售過程經(jīng)歷的溫度和時間，如果儲存溫度超過設(shè)定值，它則直觀地以類似圖表方式記錄下來。

 

3M Monitor MarkTM TTI標(biāo)簽?zāi)軌蝻@示當(dāng)食物所處的環(huán)境溫度高于某設(shè)定值的累計時間，它是根據(jù)染料顏色的不可逆變化來記錄的。標(biāo)簽的染料開始時呈白色，當(dāng)暴露溫度超過標(biāo)簽預(yù)設(shè)的極限溫度時，固體的酯質(zhì)染料融化，并開始沿潤濕通道向右移動，左端的第一個觀察窗開始變?yōu)樗{(lán)色，隨著時間-溫度變化，染料逐漸向右移動，直至最后的圓形觀察窗結(jié)束。

 

濕度顯示標(biāo)簽

 

濕度顯示標(biāo)簽通過自身顏色的變化來反映產(chǎn)品所在包裝環(huán)境內(nèi)的濕度，被廣泛應(yīng)用于光學(xué)設(shè)備、儀器儀表、電子元器件、敏感組件等產(chǎn)品的包裝。濕度顯示標(biāo)簽可以方便使用者通過標(biāo)簽的顏色變化迅速判斷產(chǎn)品包裝內(nèi)的濕度情況，如果包裝內(nèi)的濕度達(dá)到或者超過臨界濕度值時，濕度顯示標(biāo)簽上的相應(yīng)指示圓點(diǎn)就會從藍(lán)色逐漸變成粉紅色。這種顏色變化具有可逆性，在低濕度條件下，圓點(diǎn)從粉紅色逐漸變回藍(lán)色。濕度標(biāo)簽是一種可以很方便檢測到在密閉包裝內(nèi)的相對濕度是否安全的環(huán)境測量工具。

 

包裝完整性指示器

 

許多食品采用氣調(diào)包裝以延長產(chǎn)品的保質(zhì)期，當(dāng)空氣進(jìn)入氣調(diào)包裝內(nèi)，可能會導(dǎo)致有害細(xì)菌的活性增強(qiáng)，使得食物顏色暗淡，甚至?xí)a(chǎn)生令人討厭的氣味，失去營養(yǎng)價值。UPM開發(fā)的包裝完整性指示器（見圖4）就可以監(jiān)測氣調(diào)包裝是否被損壞，是否完整。通過監(jiān)控包裝內(nèi)CO2、N2、O2的比例，來指示氣調(diào)包裝的完整性。

 

新鮮度指示標(biāo)簽

 

新鮮度指示標(biāo)簽通過對微生物生長期新陳代謝的反應(yīng)直接指示出食品內(nèi)微生物情況。細(xì)菌滋生標(biāo)識對致病菌的數(shù)量進(jìn)行指示，響應(yīng)的原理可以是與某些代謝產(chǎn)物（揮發(fā)物或非揮發(fā)物）反應(yīng)，或者基于免疫化學(xué)反應(yīng)原理建立病原體檢測系統(tǒng)，或pH染料檢測食物變質(zhì)產(chǎn)生的揮發(fā)性生物胺，來顯示新鮮度（閾值）。

 

日本Mitsubishi公司開發(fā)的新鮮度指示標(biāo)簽是通過檢測包裝內(nèi)的含氧量來實現(xiàn)的。對于吸氧包裝，如果材料的吸氧能力已經(jīng)消失，則包裝頂空中氧氣濃度會提高，此時吸附（氧氣）能力的指示標(biāo)識會變色。當(dāng)包裝內(nèi)氧氣濃度<0.1%時，標(biāo)識呈淺粉色，說明包裝內(nèi)無氧氣，氧氣吸收劑有活性；當(dāng)包裝內(nèi)氧氣濃度>0.5%時，標(biāo)識則會變成藍(lán)色。

 

防偽DNA標(biāo)簽

 

防偽DNA標(biāo)簽是從產(chǎn)品DNA序列中隨機(jī)切取一段，經(jīng)過特殊方法制成特殊油墨印制在標(biāo)簽表面，使用電子設(shè)備進(jìn)行掃描時，可以看見相應(yīng)的DNA序列，以此來檢驗產(chǎn)品真?zhèn)巍?/div>