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UNDERGRADUATE RESEARCH / MAY 2024

明胶基玫瑰花青素可降解智能变色标签

本科毕业研究:以鱼明胶为基体、甘油为增塑剂,通过硅藻土负载玫瑰花青素并采用熔融挤出制备标签,研究其材料性能、降解行为和南美白对虾新鲜度指示能力。

作者
张智坤
指导教师
李立
专业
上海海洋大学包装工程

01 / RESEARCH QUESTION

把颜色变化变成可验证的证据

研究不只问“标签会不会变色”,还要判断不同配方怎样影响微观结构、力学与阻湿性能、光学特征、抗氧化能力和降解行为。最后,再把标签颜色与对虾储藏期间的 TVB-N 变化放在一起比较,检验颜色是否能对应新鲜度下降过程。

页面中的图均重新取自毕业论文成果章节;答辩材料只在含有同一成果图且更清晰时用于替换。研究背景照片、归属无法确认的应用示意图和装饰性花青素照片均不进入作品主体。

02 / METHOD

研究方法

  1. 01花青素负载以硅藻土承载玫瑰花青素。
  2. 02材料混合鱼明胶、甘油与不同添加量配比。
  3. 03熔融挤出制备 GE0、GE3、GE6、GE9 标签。
  4. 04性能表征光学、结构、力学、阻湿与抗氧化测试。
  5. 05新鲜度验证对照标签颜色与南美白对虾 TVB-N。
RESULT 01

pH 颜色响应与紫外吸收

论文中玫瑰花青素在 pH 2 至 13 条件下的颜色响应
不同 pH 条件下的颜色序列:酸碱环境改变花青素结构,使颜色从红色、紫色逐步过渡到蓝绿及黄色区域。
论文中玫瑰花青素不同 pH 条件下的紫外可见吸收光谱
紫外—可见吸收光谱与颜色观察互相印证,用于确认花青素对 pH 变化的响应。
RESULT 02

SEM 微观结构

GE0 GE3 GE6 GE9 标签表面与截面扫描电镜图
GE0、GE3、GE6、GE9 的表面与截面形貌。不同负载量改变填料在明胶基体中的分布和断面结构,微观图用于解释宏观性能差异。
RESULT 03

性能结果:不只看颜色

力学与阻湿

对拉伸性能、断裂伸长率、水蒸气透过与接触角进行比较,判断添加量对加工和阻隔表现的影响。

雾度与透光

用雾度和透光率描述不同配方的光学差异,使视觉响应与材料透明性一起被评价。

DPPH 抗氧化能力

GE0
1.96%
GE3
25.39%
GE6
57.28%
GE9
76.42%

随花青素负载量增加,样品的 DPPH 自由基清除能力提高。

RESULT 04

3—72 小时降解过程

论文中智能标签 3 至 72 小时降解过程
实验记录显示:约 3 小时出现吸水膨胀,48 小时可见菌丝,72 小时样品发生明显破坏。这里呈现的是实验条件下的降解过程,不等同于所有环境中的商业降解认证。
3 h吸水膨胀
48 h出现菌丝
72 h明显破坏
RESULT 05

标签颜色与 TVB-N

论文中不同储藏时间的对虾和智能标签颜色变化
储藏过程中的样品与标签颜色记录,用于观察可见颜色变化是否与新鲜度下降同步。
论文中南美白对虾储藏期间 TVB-N 变化曲线
TVB-N 从初始 2.93 mg/100 g 上升至第 4 天 19.50 mg/100 g,并在第 10 天达到 31.95 mg/100 g;该曲线为颜色判断提供理化对照。
06 / CONTRIBUTION

贡献、协作与研究边界

张智坤

本科毕业论文作者;完成文献整理、样品制备与实验推进、结果汇总分析、论文写作及图表整理。

指导与协作

李立:指导教师,提供研究指导与论文修改意见。
王昊:在实验与写作过程中提供帮助。
马文雅:参与论文检查与修改。

完整谢辞

行文至此,四年的本科生活基本已经结束了。我曾在脑海中无数次构想这个场景:热烈的夏天,盛夏的蝉鸣,意气风发的我们,以及盛大的毕业典礼。以至于当我在一个春光明媚的午后真正打下这两个字的时候,心里怀有巨大的不真实感。我把这段开头反复删减修改,却仍不能表达我内心真正的想法。对我来说,这是人生的一个重要节点,我不想让它简单地结束,但事实无数次地告诉我们:告别总是仓促,只有回忆连绵不绝。我很感谢我的大学生活,那些鲜活的,张扬的,不堪的,痛苦的碎片,共同构成了这四年的我。

我想先感谢我的学校,我的母校。原本只想收获一缕春风的我在这里,被给予了整个春天。我喜欢这里盛开的花,喜欢暴烈的雨,喜欢金色的银杏,喜欢海大的温度;我曾不止一次看过一场辉煌的落日、一遍浪漫的晚霞。我在这里遇见了尊重的老师,喜欢的同学,渴求的知识,她见证了我的成长,给我的青春留下了浓墨重彩、难以忘怀的一笔。

我要感谢我的父母,其实走到今天的我一无所成,但他们依然全心地爱着我,在我最焦虑的时刻,妈妈总会说“想做什么就去做吧,不要担心”,是他们的理解和包容让我依然能够坦然直面生活中的苦难,让我能够不断向前迈进。

感谢我的导师李立教授以及课题组的全体师兄师姐,李老师提供了这个我感兴趣的选题,他是一个温和而严谨的人。在实验和论文写作的过程中,王昊师兄给了我最大的帮助和耐心,得已让我按照自己的节奏自由地写作,马文雅师姐对我的论文进行细致的检查修正,感谢他们的帮助,让我顺利地完成本科阶段最重要的这篇论文。

感谢我的朋友们,感谢陪伴着我走过这段时光的室友:蔡宏、李沁航和顾睿韬,我真的很爱你们,感谢你们容忍了我的敏感和脆弱,感谢你们陪伴着我度过每一个值得珍藏的日子。你们给了我最多的关心和支持,在每一个难捱的瞬间,是你们让我坚信我是被爱着的,被爱不能解决任何实质的问题,但被爱让我感到温暖,让我获得了克服困难的勇气和力量。“事情在发生的那个刹那就让人觉得怀念”,每一次的聊天都给了我最多的安慰和鼓励。每一个拥抱和对视的瞬间我都会努力保存,或许我们终会分别,但互相陪伴的日子已经弥足珍贵。

感谢我最珍贵的朋友程琪的陪伴,无论遇到了什么,她都是我的精神依靠,与她在一起的日子,我感到无比自在与安心,是她点亮了我的生活:“当你站在我身旁,其他一切都失了颜色”。祝愿你平安喜乐,万事胜意!祝愿我们友谊长存,陪伴彼此到永远。

细细想着,这四年需要感谢的太多,我想感谢这每一分每一刻,见过的人,经历的事,如此种种,都平常的不能再平常,也值得的不能再值得。这寥寥的笔触怎么能够说得尽呢?那么,在最后便感谢包裹着我的宇宙和时间吧!从其中蔓延出的传奇故事,瑰丽文明,伟大创造,总让我震撼、惊叹;倘若这太宏大,那么,我要感谢电影,那些犹如神迹降临的瞬间常常让我热血沸腾。

当然,我还要真诚的,感谢科学的圣殿,和那些曾经建造过和正在建造这座神圣殿堂的人们,人类的困惑和探索、斗争和拼搏、惨痛教训和累累硕果被真实的记录,供后来者好奇打量,驻足凝视,细细观摩,然后,薪火相传。如果非要谈论意义--它们构成了我的生命中那些激动人心的时刻,在我的脑海里久久盘亘,想来总是惊心动魄,意义非凡。

我从来不是一个坚强的人,在每一个人生的转折点我都无比焦虑和痛苦,在这个毕业季,我依然茫然而无措,我依然没有学会成为体面的强大的大人。大学四年像雪飘落在地上,一下就化了。可如今在海大漫步,又惊觉其实处处都拥有记忆。

就同在家也想家,还没毕业却也开始想留住现在,

《另一个,同一个》里博尔赫斯写:

我用什么才能留住你?

我给你贫穷的街道、绝望的日落、破败郊区的月亮。

……

我给你,早在你出生前多年的一个傍晚看到的一朵黄玫瑰的记忆。

总而言之,还是祝世界上你好我好大家好,

所以,祝世界好!