摘要：基于食品安全智能指示及信息智能化溯源的设计思路，设计了一款以肉品新鲜度指示为核心功能并具有喷码及信息查询功能的全套系统。此外该系统还具有与大数据系统构成智能购物体系的功能，该系统的设计及研发具有一定的市场应用价值与理论借鉴意义。
关键词：肉类；新鲜度指示；喷码；信息查询
食品的新鲜度是影响食品品质与食用安全的重要因素之一。肉类产品因其具备大量人体所需的蛋白质而成为了人们日常主要消费的食品，但冷鲜肉类由于容易在日常流通环境中被微生物污染，从而影响肉的货架期，甚至导致消费者的食品安全问题。具有食品新鲜度指示功能的相关产品应运而生，此类产品大多以智能指示标签、板卡、薄膜为主。该类产品虽然具备新鲜度指示功能，但同时也增加了食品成本与人工操作环节，并且无法满足消费者对于肉品信息的众多要求。基于目前肉品新鲜度指示产品中存在的问题，本文提出一种基于肉类新鲜度智能指示与产品喷码技术及信息查询全套系统，该系统包括肉类新鲜度智能指示系统、喷印系统、肉类信息查询系统。该系统的开发设计可为肉品新鲜度智能指示包装领域提供一定参考价值。
1 设计思路
针对目前已有产品的问题，设计一套集肉类产品新鲜度指示、产品信息承载、产品信息溯源功能，并且与现代智能购物结合于一体的肉类新鲜度智能指示的喷码及信息查询全套系统，该系统主要包括三个模块：1）肉类新鲜度智能指示产品模块；2）手持式喷印系统模块；3）肉类信息检索系统模块。通过将这三个模块分别赋予功能，然后联结形成系统，来实现整套系统的设计，以达到具备新鲜度指示、信息承载等目标功能。
2 功能实现
2.1 肉类新鲜度智能指示功能模块
由于肉类产品在发生腐败过程中会产生氨气、三甲胺、尸氨等挥发性生物胺，这些生物胺会影响到产品环境的pH值。而植物花青素具备随外界环境酸碱性变化而发生颜色变化的性质，因此植物花青素可以根据产品环境的pH变化而发生变色，进而指示肉类产品的新鲜度。
本模块通过使用植物花青素作为染料的呈色物质，通过将其与食品级连结料、食品级颜料载体混合制得一种植物花青素可食性染料，使其成为一种传统肉类新鲜度智能指示产品的替代品。该可食性染料配方如下：1）连结料：大豆油（占体系重量15%）；2）乳化剂：卵磷脂（占体系重量0.5%）；3）颜料载体：葡萄糖（占体系重量30%）；4）增稠剂：明胶（占体系重量1%）；5）溶剂：无水乙醇（占体系重量18.5%）；6）呈色物质：植物花青素提取液（占体系重量35%）。
在具有传统新鲜度指示功能的基础上，该肉类新鲜度智能指示产品由于由食品级原料所制备从而可以食用或与食品直接接触；并且具有良好的附着性，在使用时不需要其他的粘结剂也不易脱落；由于具有适宜的黏度，所以该肉类新鲜度智能指示产品也可以与喷墨系统结合，从而拓宽其使用范围。
2.2 手持式喷印功能模块
为了实现从食品检疫喷印、冷冻食品出厂溯源信息喷印、商超食品上架信息喷印、新鲜度指示信息喷印等多方面信息喷印的应用场景，满足产品小型化、便携化、可单手操作的简易化，满足喷印速度快、喷印图文种类多，包括二维码、条形码、小型图案等要求，根据市面上的手持式喷印机的使用要求与性能特点做了一定的适用性调整。
考虑到市面上已有的设备功能已经非常齐备，所以在市面设备的基础上对喷墨系统进行了一定的改进，通过调整喷墨嘴的直径，使其可以适应于本系统所制油墨的较大颗粒，并且增加了喷墨压力，适于本系统油墨比水基油墨更大的黏度，以使其尽可能适应本系统的油墨产品。
2.3 肉类信息检索功能模块
肉类信息检索功能模块是在商超工作人员将商品信息编入系统，信息包括肉类出厂溯源、出厂时间、检疫情况等，再通过手持喷墨机将信息载体二维码或条形码喷印到肉类产品或其保鲜膜内表面上。消费者在消费时通过该系统专用小程序对二维码进行扫码，可以得到产品的相关溯源信息以及上架时间，并且根据产品表面二维码或条形码的变色情况与扫码之后得到的新鲜度与颜色对应情况来得到产品的新鲜度。这样消费者得到了产品所有的信息，在食用的时候也就确保了安心。同样这也可以作为一个食品安全的数据证据，倘若出现食品安全问题，根据相关信息就可以分析出是在哪一个环节出现纰漏，进一步加强了整个消费链的安全性。
2.4 操作流程
该系统的具体操作步骤包括：（1）商场工作人员将生肉的进货信息，包括但不限于厂家、批次、出场信息等上传至系统，系统对信息进行记录并共享至手持打码器。（2）商场工作人员对生肉产品称重计价后，在手持打码器上选择对应肉类后输入售价并且确认上架，生肉产品上架信息被同步至系统。（3）系统记录上架时间，并随机生成二维码同步至手持打码器。（4）商场工作人员点击手持打码器喷码，将二维码或条形码喷印至产品或保鲜膜上，产品上架成功，开始售卖。（5）消费者通过小程序扫描生肉产品上的二维码或条形码。（6）消费者的小程序根据系统记录显示售价、厂家、批次、出厂日期、上架时间及二维码或条形码变色度与产品新鲜程度参照表进行比照，确认产品新鲜度。（7）消费者根据小程序上的指示可以选择购买，也可以选择配送、烹饪、继续购买等多种服务，确保消费者具有良好的消费体验。
2.5 全套系统操作步骤设计
肉类新鲜度智能指示的喷码及信息查询全套系统的操作流程，主要包括：（1）制备肉类新鲜度智能指示染料：①制备油基：用w%=15%的大豆油加入w%=0.5%的卵磷脂，水浴温度80℃下进行磁力搅拌至溶解，放凉制得油基。②制备水基：用w%=35%的葡萄糖加入w%=1%的明胶混合均匀，加入w%=18.5%的无水乙醇与w%=35%的黑枸杞花青素提取液，在水浴温度50℃下进行磁力搅拌至溶解，制备水基。③乳化：将油基、水基混合，磁力搅拌至乳化，静置不分层时制得肉类新鲜度指示染料。（2）改进已有喷墨设备：①改进已有喷墨设备的喷墨嘴，使其口径增大，并增大喷墨系统中的喷墨压力，使喷墨系统适用于肉类新鲜度指示染料。②重新设计手持式喷墨系统操作界面，使其配合本系统的操作步骤。③在手持式喷墨设备中增加与后台数据共享设备，使其及时与系统进行信息交换。（3）肉类信息检索系统设计：①建立后台信息系统，使其具有随机生成二维码且与手持式喷墨设备即时信息交互的能力。②编辑小程序，使其具备扫码功能。③编辑小程序，使其能够展示扫码对应的相关信息，并设计相应的操作步骤。
结语
本文设计了一款基于肉类新鲜度智能指示的喷码及信息查询全套系统，通过该系统可以实现对于冷鲜肉产品的新鲜度指示、产品信息溯源与查询、搭配消费者端进行智能购物等功能。从而在降低新鲜度指示产品使用成本的前提下进一步优化消费者的购物体验，为消费者实现全智能购物创造基础。
