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以電紡技術固定化酵素製備時間溫度感應器的製作方法

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以電紡技術固定化酵素製備時間溫度感應器的製作方法

●技術簡介:
電紡奈米纖維的高比表面積,可減少酵素用量,降低漆酶TTI生產成本及增加安定性,克服酵素型TTI的缺陷。添加NaN3使漆酶 TTI具有更寬的呈色反應活化能及反應終點,並可客製化呈色速率,且在接近呈色反應終點時,顏色才急速深化,避免TTI 呈色影響消費者購買意願的問題,有助於TTI 商業化推廣應用。
●技術之科學突破性:
TTI的種類包括有酵素型、微生物型、物理擴散型、聚合物和光化學型等。與微生物和物理型TTI相比,酵素型TTI對環境溫度變化具有更高的敏感性和更高的準確度。然而,目前市售的TTI仍然由物理類產品主導,因為酵素型TTI中存在一些限制,包括高成本和酵素不穩定性。由於在生產或長期儲存期間溫度變化導致的結構變化,可能發生酵素的不可逆失活。固定化處理是最常用的改進酵素不安定性的策略,更好的安定性、操控性、產物回收性,以及反應器設計的靈活性,也沒有催化劑污染和等優點。利用靜電紡絲技術製成奈米纖維薄膜比自由態酵素具有更長的壽命、更高的穩定性、更寬的工作pH和溫度範圍,電紡奈米纖維的高比表面積,使製成的漆酶TTI具有低成本(減少90%以上的酵素用量,成本約進口TTI一半)及貯存安定性(酵素固定化),電紡奈米纖維膜可以是克服酵素型TTI缺陷的解決方案。添加NaN3的漆酶 TTI,具有更寬的呈色反應活化能及呈色反應終點,增加所能監控品質的食品種類及保存期限範圍。預測與實際保存期限之平均預測誤差僅為1.5%,具有極高的準確性及可靠性。尤其此TTI在反應初期會有一段透明無色的遲滯期,在接近呈色反應終點時間時,顏色才會急速的變化為深褐色(附圖一),可克服食品業者擔心TTI 呈色影響消費者購買意願的問題(目前市售TTI無此功能),有助於TTI 商業化推廣應用。並藉由動力學模型,設計可客製化的商品,亦即可針對各種食品保存期限的需求,設計TTI的呈色反應終點,提供業者使用。
●技術之產業應用性:
有效日期常被作為判斷食品是否還適合食用的標準,然而有效日期是食品被儲存在「特定的溫度條件」的情況下所訂定,因此有效日期無法完整地反映出整個食品的溫度歷程。由於近年來食安問題頻傳,食品安全日益受到重視,監控從農場到餐桌(farm to table)中每一個階段的品質,可降低經濟損失和食品腐敗的發生。本技術開發的漆酶TTI,透過記錄食品從生產到販售過程中溫度與時間的累積,在外觀上產生不可逆的視覺變化,使觀察者可以簡單及準確地獲得食品的時間溫度歷程,以評估食品在供應鏈的安全性和品質狀態。本技術以電紡奈米纖維固定化漆酶開發的TTI,具有低成本(約進口TTI的一半價格)、高準確性、高安定性等特徵,增加監控食品冷鏈品質的可靠性,尤其漆酶 TTI添加NaN3 後,呈色一開始會有一段透明無色的遲滯期,在接近呈色反應終點(即食品品質劣變臨界點),顏色才會急速的變化為深褐色(目前市售TTI無此功能),可克服食品業者擔心TTI 呈色影響消費者購買意願的問題,有助於TTI 商業化推廣應用。由於食品在儲存→運輸→銷售過程中溫度變化不容易預測,使標明於包裝的有效日期和食品實際流通時的貨架期(即食品的實際微生物、理化品質等)不一致,造成了浪費和食安風險。本技術開發之TTI,可以監控食品於冷鏈中的品質變化,並精準的估測食品的劣變臨界點,有助於減少剩食與食安的問題。目前已有試量產之產品(附圖二),並進行監測截切蔬果之實域驗效(海報),確認應用於監控冷鏈中食品品質的能力。

線上展網址:
https://tievirtual.twtm.com.tw/iframe/f0ed73d2-c9cd-4ea2-ac30-db907ae3dc32?group=23bfb1fa-dd5b-4836-81a1-4a1809b1bae5&lang=tw

聯絡人

  • 姓名:陳輝煌

  • 電話:039357400分機7764

  • 地址:260007 宜蘭市神農路一段1號

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其他資訊

  • 展館別:未來科技館 2023半導體專區

  • 所屬代表參展單位:國家科學及技術委員會

  • 主要應用領域:材料化工與奈米

位置 更多資訊

相關網站連結

  • 技術成熟度:試量產

  • 展示目的:可交易技術、可交易專利、商機推廣、研發成果展示

  • 流通方式:專利授權/讓與、技術授權/合作、自行洽談

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