为保障食品安全及推进食品质量实时监测的普及化步伐,同时为了缓解由塑料垃圾引发的环境污染、石油资源短缺问题,开发出以绿色可再生的生物质资源为基质的智能包装材料迫在眉睫,对守护人民群众“舌尖上的安全”及建设美丽中国具有重要意义。本论文以林下资源——决明子胶为成膜基质,制备绿色环保包装膜材料,研究三种增塑剂——亚麻籽油、甘油及山梨醇对其成膜性能的影响、解析各组分间的相互作用;以羧基化纳米纤维素纤丝(C-CNCW)为增强单元,提升膜材料的力学性能及阻隔性能;为赋予膜材料pH响应性,添加了天然色素紫甘蓝提取物(PCE)及大黄酸(Rhe);为提升膜材料对pH响应的精准度并保证使用的安全性,将染料溴百里香酚蓝(BTB)锚定于阳离子化纸浆纤维(CPFs)制备原位pH智能响应纤维(IS-pH-SFs),将IS-pH-SFs作为响应因子加入决明子胶溶液中,制备高精度pH响应膜(CG-ISFs);对成膜溶液流变性能和膜材料的各项性能进行测定,对膜结构进行表征,以分析成膜组分间的相互作用。探究pH响应膜对pH及三乙胺的响应性并将其用于猪肉、鸡肉新鲜度的实时监测中,构建膜色度变化与肉制品新鲜度之间的响应关系。为拓宽决明子胶的应用领域,同时为推进食品质量监测的普及化步伐提供理论与技术依据。对不同浓度决明子胶水溶液的流变性能进行测定及分析,确定成膜溶液浓度为0.6 g/100 mL。单独的决明子胶不能形成完整的膜,且较脆、无柔韧性,添加亚麻籽油、甘油及山梨醇以期改善其柔韧性。实验发现,加入亚麻籽油后,可揭下完整的膜,但是由于其疏水性导致与决明子胶的共混相容性差,膜材料柔韧性仍然很差。甘油或山梨醇与决明子胶的相容性好,可显著改善膜材料的柔韧性。添加不同量甘油及山梨醇的成膜溶液仍然呈现出非牛顿流体特性,且两者破坏了决明子胶分子间原有的氢键作用并与其形成新的氢键作用。FTIR结果表明,甘油或山梨醇与决明子胶分子未发生化学作用,仅有氢键的存在。SEM分析表明,甘油或山梨醇与决明子胶分子之间有着良好的共混相容性,膜的表面及断面连续且致密。决明子胶膜的断裂伸长率随甘油或山梨醇的加入有所增加,其拉伸强度随山梨醇用量的增加持续增加,随甘油用量的增加呈现先增加后减小的趋势。甘油或山梨醇的加入减弱了其阻隔性能及透光性能;改善了其热稳定性,但总体影响不大。长时间放置后,山梨醇有少量析出,这是因为其分子量较大,与决明子胶共混相容性较差所致。综合各项性能,确定以甘油作为增塑剂,添加量为决明子胶质量的45%。为进一步提升膜材料的力学及阻隔性能,添加直径为3～10 nm、长度为100～500 nm的羧基化纳米纤维素纤丝(C-CNCW),并探究其用量对成膜溶液及膜材料各项性能的影响。C-CNCW加入后,成膜溶液依旧为非牛顿流体,且与决明子胶和甘油形成了新的氢键作用。随C-CNCW用量的增加,膜材料表面及断面变得越来越粗糙,但是膜材料仍然连续且致密。当C-CNCW添加量为4%时,各项性能综合最优,透湿、透氧、透油系数分别由 3.466 g m-1 s-1 Pa-1×10-10、0.2077 cm3 mm m-2 day-1 MPa-1及 0.550 g mm m-2 day-1 降到 2.505 g m-1 s-1 Pa-1×10-10、0.1678 cm3 mm m-2 day-1 MPa-1 及 0.064 g mm m-2 day-1;拉伸强度及热封强度分别由18.53 MPa、1295.40 N/m增加到32.85 MPa、2218.78 N/m。玉米油包装实验证明,所制备的膜材料可用于速食产品调味料等的包装,既能保障食品安全又能实现免撕同食,具有良好的应用前景,。为赋予膜材料智能响应性,分别添加天然响应因子——紫甘蓝提取物(PCE)及大黄酸(Rhe)制备pH响应膜材料,并探讨两者添加量对成膜溶液流变性能及对膜材料各项性能的影响。PCE及Rhe的加入破坏了成膜组分间原有的氢键作用、并与各组分形成了新的氢键,但成膜溶液依然为非牛顿流体;膜材料的透光、阻隔性能及拉伸强度均随PCE及Rhe的加入而有所降低。PCE溶液对pH具有良好的响应性,随pH的变化呈现出不同的颜色。CG-6PCE及CG-3Rhe对pH具有响应性,但是pH变化为1时颜色变化并不明显;两者对三乙胺均有良好的响应性,且湿度越大颜色变化越明显,响应性越灵敏。两者可对猪肉、鸡肉的新鲜度作出响应,但指示比较滞后,当膜材料发生明显颜色变化时,肉制品已处于变质状态。为提升膜材料对pH响应的精准度,通过键合作用将BTB担载于纤维素纤维(CPFs)制备原位pH智能响应纤维(IS-pH-SFs),IS-pH-SFs对pH为4～8的缓冲溶液响应灵敏、变色明显;且在水中浸渍24 h后BTB无释放,在NaOH及HCl短时间作用下也无释放,证明BTB与CPFs之间有较强的化学作用,可安全使用。将IS-pH-SFs作为响应因子加入决明子胶中制备高精度pH响应膜材料(CG-ISFs)。IS-pH-SFs的加入可减弱膜材料的透光及阻隔性能,少量的添加(1%～3%)可改善其拉伸强度。CG-ISFs膜对pH及三乙胺有良好的响应性,且湿度越大变色越显著、灵敏度越高。释放实验证明,仅有少量的BTB在外界刺激与能量供给情况下释放,表明其使用的安全性。CG-3ISFs对猪肉、鸡肉新鲜度实时监测结果表明,当两者的挥发性盐基总氮(TVB-N)分别为12.270 mg/100 g及13.971 mg/100 g时,膜颜色由黄色明显地变为蓝绿色;而此时的肉品处于临近变质状态,说明其可精准地对两者的新鲜度进行监测及指示。将IS-pH-SFs与决明子胶共混,通过成膜组分间的氢键作用改善膜材料的拉伸强度,并赋予膜材料精准的pH响应性,可通过肉眼可视的颜色变化将肉品质量展现给商家及消费者,在鲜肉产品实时监测的普及化方面具有重要的推进作用。