本發(fā)明屬于食品檢測(cè)方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用電導(dǎo)率檢測(cè)植物細(xì)胞破壁率的方法。

背景技術(shù)：

植物細(xì)胞是植物生命活動(dòng)與功能的基本單位，由原生質(zhì)體和細(xì)胞壁組成，大多數(shù)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包含在原生質(zhì)體內(nèi)。植物細(xì)胞壁的存在一定程度上影響人體對(duì)食物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的快速吸收。例如有資料表明，破壁后的靈芝孢子粉有利于三萜、粗多糖、粗脂肪等成分的溶出，其中粗多糖含量比未破壁的靈芝孢子粉高出70％。

因此，使用“破碎技術(shù)”打破食材中植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，可以提高人體對(duì)于營(yíng)養(yǎng)成分的吸收效果和吸收速度。

市場(chǎng)上售賣的各種各樣的料理機(jī)實(shí)際上是一種細(xì)胞破壁機(jī)，主要原理是采用一些新型材料、通過設(shè)計(jì)不同的刀片形狀、增加電機(jī)馬力加大轉(zhuǎn)速等方法將攪拌、打漿、粉碎技術(shù)集合一起，使原料在短時(shí)間內(nèi)破壁。為了衡量某種設(shè)備的效果，通常以破壁率作為研究指標(biāo)。目前，針對(duì)破壁率的檢測(cè)方法，基本上都是利用顯微鏡觀察特征細(xì)胞數(shù)的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。該方法的缺點(diǎn)在于，其特征細(xì)胞在顯微鏡下尋找比較困難，尤其是對(duì)于一些新鮮果蔬類。

利用電導(dǎo)率測(cè)定植物細(xì)胞的破壁率是一種較為直觀簡(jiǎn)便快速的檢測(cè)方法，可以測(cè)定所有的植物食材，包括常見的新鮮果蔬、豆類、中草藥等。其技術(shù)原理在于，植物細(xì)胞的細(xì)胞壁經(jīng)過破壁處理后，植物細(xì)胞內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放出來(lái)，在水溶液中具有一定的導(dǎo)電性，其破壁率越高，水溶液的導(dǎo)電性能就越高，測(cè)定的電導(dǎo)率就越高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)顯微鏡觀察特征細(xì)胞數(shù)的方法檢測(cè)植物細(xì)胞破壁率，其特征細(xì)胞的選擇在顯微鏡下尋找比較困難，另外也不具備普遍適應(yīng)性，無(wú)法達(dá)到快速準(zhǔn)確檢測(cè)各種植物細(xì)胞破壁率的要求。本發(fā)明利用測(cè)定電導(dǎo)率，更為直觀簡(jiǎn)便快速的達(dá)到檢測(cè)植物細(xì)胞的破壁率的目的，并且適用于各種植物細(xì)胞。

本發(fā)明提供了一種利用電導(dǎo)率檢測(cè)植物細(xì)胞破壁率的方法，應(yīng)用電導(dǎo)率儀測(cè)定植物細(xì)胞破壁后水溶液的電導(dǎo)率，來(lái)檢測(cè)植物細(xì)胞的破壁率；其方法主要在于完全破壁樣品的制備，利用多種物理方法結(jié)合的處理方法，使之不引入其他離子。該方法采用電導(dǎo)率作為破壁率檢測(cè)的手段，因此具有普遍適用性，可以檢測(cè)各種植物細(xì)胞的破壁率。

本發(fā)明的目的具體通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種利用電導(dǎo)率檢測(cè)植物細(xì)胞破壁率的方法，包括以下步驟：

(1)待測(cè)樣品的制備：利用料理機(jī)將植物制備成待測(cè)樣品；

(2)完全破壁樣品的制備：利用物理方法處理步驟(1)所得待測(cè)樣品，得完全破壁樣品；

(3)水溶液的制備：分別向相同質(zhì)量的待測(cè)樣品和完全破碎樣品中加入等體積的恒溫純凈水，攪拌均勻，得兩種稀溶液，分別為待測(cè)樣品溶液和完全破碎樣品溶液；

(4)測(cè)定兩種稀溶液的電導(dǎo)率：利用電導(dǎo)率儀迅速測(cè)定待測(cè)樣品溶液和完全破碎樣品溶液的電導(dǎo)率，分別記為k1和k2；

(5)破壁率的計(jì)算：

優(yōu)選的，步驟(1)所述植物為新鮮果蔬、豆類或中草藥；其中，將新鮮果蔬制作為果蔬汁，其中新鮮果蔬與水的質(zhì)量比例為4:1—6:1；將豆類物質(zhì)制作為豆?jié){，其中干豆子與水的質(zhì)量比例為1:10—1:15；將干中草藥制作為中藥材粉末。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的水為純凈水，電導(dǎo)率≤3μs/cm，使得誤差小于1％，且純凈水需25℃水浴鍋恒溫處理。

優(yōu)選的，步驟(2)所述物理方法包括超聲、反復(fù)凍融、過篩、液氮研磨等，避免引入除植物細(xì)胞內(nèi)部物質(zhì)以外的其他成分進(jìn)來(lái)。

優(yōu)選的，當(dāng)步驟(1)中待測(cè)樣品為漿狀物質(zhì)(果蔬汁、豆?jié){)時(shí)，步驟(2)中完全破壁的制作方法包括以下步驟：

1)反復(fù)凍融處理：取部分步驟(1)所得漿狀物質(zhì)于試管中，放入-80℃冰箱中20分鐘后，取出放入40℃的水浴鍋中進(jìn)行水浴處理15分鐘，凍融循環(huán)三次；

2)間歇超聲處理：將反復(fù)凍融處理后的樣品置于超聲破碎儀中，參數(shù)設(shè)置為頻率25khz、電功率300w，這樣條件下每工作5s暫停2s，如此重復(fù)工作20min。

3)液氮研磨：將超聲波處理后的樣品放于研缽中，加入液氮，在研磨速度≤20rpm，研磨力度≥10牛頓的條件下研磨20分鐘，得完全破壁樣品。

優(yōu)選的，當(dāng)步驟(1)中待測(cè)樣品為粉末狀物質(zhì)(中藥材粉末)時(shí)，步驟(2)中完全破壁的制作方法包括以下步驟：

1)過篩：將部分步驟(1)所得粉末狀物質(zhì)過300目的篩網(wǎng)；

2)液氮研磨：將過篩后的物質(zhì)放于研缽中，加入液氮，在研磨速度≤20rpm，研磨力度≥10牛頓的條件下研磨20分鐘，得完全破壁樣品。

進(jìn)一步優(yōu)選的，漿狀樣品(果蔬汁、豆?jié){)完全破壁的制作方法為：

1)反復(fù)凍融處理：取30ml漿狀物質(zhì)于50ml試管中，放入-80℃冰箱20分鐘后，取出放入40℃的水浴鍋中進(jìn)行水浴處理15分鐘。如此重復(fù)三次；

2)超聲波處理：將反復(fù)凍融處理后的樣品置于超聲破碎儀中，參數(shù)設(shè)置為頻率25khz、電功率300w，這樣條件下每工作5s暫停2s，如此重復(fù)工作20min。

3)液氮研磨：樣品放于研缽中，加入液氮，研磨速度≤20rpm，研磨力度≥10牛頓的條件下，研磨20分鐘。

進(jìn)一步優(yōu)選的，粉末狀樣品完全破壁的制作方法為：

1)過篩：將粉狀物質(zhì)過300目(50μm)的篩網(wǎng)；

2)液氮研磨：樣品放于研缽中，加入液氮，研磨速度為20rpm，研磨力度≥10牛頓的條件下，研磨20分鐘。

優(yōu)選的，步驟(3)所述的水為純凈水，電導(dǎo)率≤3μs/cm，使得誤差小于1％，且純凈水需25℃水浴鍋恒溫處理。

優(yōu)選的，步驟(3)所述稀溶液的電導(dǎo)率為300μs/cm--500μs/cm，從而保證細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)在水溶液中充分溶解，并且使得誤差小于1％；所述稀溶液溫度在25℃±0.5℃。

優(yōu)選的，步驟(4)中將用于制備的待測(cè)樣品水溶液和完全破壁的樣品溶液的純凈水，其溫度需在25℃±0.5℃，使得溶液溫度在25±0.5℃。然后利用電導(dǎo)率儀測(cè)定兩種溶液的電導(dǎo)率，分別記為k1和k2。

優(yōu)選的，該方法中利用恒溫(25℃±0.5℃)純凈水制備待測(cè)稀溶液后，需盡快測(cè)定其電導(dǎo)率，大概在5min內(nèi)完成稀溶液電導(dǎo)率的測(cè)定。

此方法適用于利用料理機(jī)處理各種植物性食材，且需要對(duì)純凈水進(jìn)行恒溫處理，使得利用純凈水制備待測(cè)溶液后，可迅速測(cè)定其電導(dǎo)率。從而減少植物細(xì)胞在水溶液中，由于滲透壓的原因使得小分子的物質(zhì)、陰陽(yáng)離子等快速釋放出來(lái)，從而使得電導(dǎo)率偏大，造成實(shí)驗(yàn)誤差。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)與技術(shù)效果：

1.本發(fā)明利用電導(dǎo)率作為檢測(cè)植物細(xì)胞破壁率的手段，使得檢測(cè)更為直觀簡(jiǎn)便快速。

2.本發(fā)明適用于各種植物細(xì)胞破壁率的檢測(cè)，具有普遍適用性。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1中大豆在料理機(jī)9檔條件下10-100s的電導(dǎo)率和破壁率變化曲線圖。

圖2為實(shí)施例1中大豆在料理機(jī)9檔條件下10-70s的破壁率變化曲線圖。

圖3為實(shí)施例2中料理機(jī)在果汁程序下檢測(cè)的不同新鮮果蔬的破壁率柱狀圖。

圖4為實(shí)施例3中料理機(jī)在豆?jié){程序下檢測(cè)的四種常見豆類的破壁率柱狀圖。

圖5為實(shí)施例4中料理機(jī)在9檔6min條件下檢測(cè)的三種中草藥的破壁率柱狀圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。以下實(shí)例中用到的料理機(jī)均為奧克斯型號(hào)為aux-pb956的破壁料理機(jī)。

實(shí)施例1：檢測(cè)料理機(jī)在9檔條件下不同時(shí)間處理大豆的破壁率

1.待測(cè)樣品的制備：挑選大小大致相同且無(wú)蛀蟲的大豆，精密秤取50g大豆，精密秤取500g純凈水，將大豆和純凈水一起加入到料理機(jī)中，然后利用料理機(jī)9檔處理，在處理10s、20s、30s、40s、50s、60s、70s、80s、90s、100s時(shí)分別取樣20g，作為待測(cè)樣品。

2.完全破壁樣品的制備：將步驟1中不同處理時(shí)間所得的豆?jié){繼續(xù)利用9檔處理2min，然后分別取30g放入50ml的大試管中，將其放入-80℃冰箱中20分鐘，然后取出放入40℃的水浴鍋中15分鐘，如此重復(fù)3次；反復(fù)凍融后，進(jìn)行間歇超聲破壁處理，樣品置于超聲破碎儀中，參數(shù)設(shè)置為頻率25khz、電功率300w，這樣條件下每工作5s暫停2s，如此重復(fù)工作20min；將樣品取出后放入研缽中，加入液氮進(jìn)行液氮研磨，在研磨速度為20rpm，研磨力度為10牛頓的條件下，研磨20分鐘。

3.水溶液的制備：首先將純凈水放入25℃水浴鍋中進(jìn)行恒溫處理；分別精密秤取10種待測(cè)樣品和完全破壁樣品各6g，放入100ml的燒杯中，分別加入80ml的恒溫純凈水(25℃±0.5℃，電導(dǎo)率≤3μs/cm)，利用玻璃棒攪拌均勻，使得幾種樣品溶液溫度均為25℃。

4.測(cè)定溶液的電導(dǎo)率：攪拌均勻后，立即用奧利龍電導(dǎo)率儀迅速測(cè)定溶液的電導(dǎo)率，并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)。利用spass22軟件對(duì)電導(dǎo)率和處理時(shí)間進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)性系數(shù)為0.95。

5.破壁率的計(jì)算：料理機(jī)在9檔程序下處理大豆的細(xì)胞破壁率

根據(jù)步驟4記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算破壁率，其破壁率在9檔條件下呈對(duì)數(shù)增長(zhǎng)，在70s左右其破壁率達(dá)到90％，70s以后呈現(xiàn)平穩(wěn)狀態(tài)。在10-70s之間，線性良好，r²達(dá)到0.98以上。

大豆在料理機(jī)9檔條件下10-100s的電導(dǎo)率和破壁率隨時(shí)間的變化數(shù)據(jù)見附圖1。

大豆在料理機(jī)9檔條件下10-70s的破壁率與時(shí)間擬合的曲線見圖2。

實(shí)施例2:檢測(cè)料理機(jī)在果汁程序下處理新鮮果蔬的細(xì)胞破壁率

1.待測(cè)樣品的制備：取無(wú)病蟲害的新鮮蘋果、橙子、梨、胡蘿卜，將其切碎為長(zhǎng)寬高均為3cm的小塊，分別精密秤取500g新鮮果蔬，精密秤取100g純凈水，將新鮮果蔬與純凈水一起加入到料理機(jī)中，然后利用果汁程序進(jìn)行處理。

2.完全破壁樣品的制備：準(zhǔn)確秤取步驟1中的四種果蔬漿30g放入50ml的大試管中，將其放入-80℃冰箱中20分鐘，然后取出放入40℃的水浴鍋中15分鐘，如此重復(fù)3次；反復(fù)凍融后，進(jìn)行間歇超聲破壁處理，樣品置于超聲破碎儀中，參數(shù)設(shè)置為頻率25khz、電功率300w，這樣條件下每工作5s暫停2s，如此重復(fù)工作20min；將樣品取出后放入研缽中，加入液氮進(jìn)行液氮研磨，在研磨速度為20rpm，研磨力度為10牛頓的條件下，研磨20分鐘。

3.水溶液的制備：首先將純凈水放入25℃水浴鍋中進(jìn)行恒溫處理；分別精密秤取四種待測(cè)樣品和四種完全破壁樣品各10g，放入100ml的燒杯中，分別加入80ml的恒溫純凈水(25℃±0.5℃，電導(dǎo)率≤3μs/cm)，利用玻璃棒攪拌均勻，使得幾種樣品溶液溫度均為25℃。

4.測(cè)定水溶液的電導(dǎo)率：攪拌均勻后，迅速利用奧利龍電導(dǎo)率儀迅速測(cè)定水溶液的電導(dǎo)率。測(cè)定結(jié)果兩兩對(duì)應(yīng)，如蘋果待測(cè)樣品水溶液和蘋果完全破壁水溶液為一組，記錄電導(dǎo)率數(shù)據(jù)分別為k1和k2。

5.破壁率的計(jì)算：料理機(jī)在果汁程序下處理新鮮果蔬的細(xì)胞破壁率

料理機(jī)在果汁程序下處理新鮮果蔬(蘋果、梨、橙子、胡蘿卜)的細(xì)胞破壁率數(shù)據(jù)見圖3。

實(shí)施例3：檢測(cè)料理機(jī)在豆?jié){程序下處理四種常見豆類的細(xì)胞破壁率

1.待測(cè)樣品的制備：挑選大小大致相同且無(wú)蛀蟲的黃豆、黑豆、綠豆、紅豆，分別精密秤取50g豆子，然后再秤取500g純凈水，將豆子和純凈水一起加入到料理機(jī)中，然后利用豆?jié){程序進(jìn)行處理。

2.完全破壁樣品的制備：準(zhǔn)確秤取步驟1中的四種豆?jié){30g分別放入50ml的大試管中，將其放入-80℃冰箱中20分鐘，然后取出放入40℃的水浴鍋中15分鐘，如此重復(fù)3次；反復(fù)凍融后，進(jìn)行間歇超聲破壁處理，樣品置于超聲破碎儀中，參數(shù)設(shè)置為頻率25khz、電功率300w，這樣條件下每工作5s暫停2s，如此重復(fù)工作20min；將樣品取出后放入研缽中，加入液氮進(jìn)行液氮研磨，在研磨速度為20rpm，研磨力度為10牛頓的條件下，研磨20分鐘。

3.水溶液的制備：首先將純凈水放入25℃水浴鍋中進(jìn)行恒溫處理；分別精密秤取四種待測(cè)樣品和四種完全破壁樣品各6g，放入100ml的燒杯中，分別加入80ml的恒溫純凈水(25℃±0.5℃，電導(dǎo)率≤3μs/cm)，利用玻璃棒攪拌均勻，使得幾種樣品溶液溫度均為25℃。

4.測(cè)定水溶液的電導(dǎo)率：攪拌均勻后，迅速利用奧利龍電導(dǎo)率儀迅速測(cè)定水溶液的電導(dǎo)率。測(cè)定結(jié)果兩兩對(duì)應(yīng)，如大豆待測(cè)樣品水溶液和大豆完全破壁水溶液為一組，記錄電導(dǎo)率數(shù)據(jù)分別為k1和k2。

5.破壁率的計(jì)算：料理機(jī)在果汁程序下處理新鮮果蔬的細(xì)胞破壁率

料理機(jī)在豆?jié){程序下處理四種常見豆類(大豆、黑豆、綠豆、紅豆)的細(xì)胞破壁率數(shù)據(jù)見圖4。

實(shí)施例4：檢測(cè)料理機(jī)在9檔6分鐘下處理三種中藥材的細(xì)胞破壁率

1.待測(cè)樣品的制備：中藥材樣品以常見滋補(bǔ)類中藥材，三七、瑪卡、人參，其含水量均為7wt％。精密秤取三種中藥材100g放入料理機(jī)，設(shè)置程序?yàn)?檔，時(shí)間調(diào)為6min，且每分鐘之間留有20s的間隙。

2.完全破壁樣品的制備：取步驟1中的四種中藥材粉末50g，利用300目(50μm)的篩網(wǎng)，將粉末過篩，取篩下的樣品進(jìn)行液氮研磨，將樣品放入研缽中，加入液氮，研磨速度為20rpm，研磨力度為10牛頓的條件下，研磨20分鐘。

3.水溶液的制備：首先將純凈水放入25℃水浴鍋中進(jìn)行恒溫處理；分別精密秤取三種待測(cè)樣品和三種完全破壁樣品各0.3g，放入100ml的燒杯中，分別加入80ml的恒溫純凈水(25℃±0.5℃，電導(dǎo)率≤3μs/cm)，利用玻璃棒攪拌均勻，使得幾種樣品溶液溫度為25℃。

4.測(cè)定水溶液的電導(dǎo)率:從水浴鍋中取出步驟3中制備的水溶液后，利用奧利龍電導(dǎo)率儀迅速測(cè)定水溶液的電導(dǎo)率。測(cè)定結(jié)果兩兩對(duì)應(yīng)，如三七待測(cè)樣品水溶液和三七完全破壁水溶液為一組，記錄電導(dǎo)率數(shù)據(jù)分別為k1和k2。

5.破壁率的計(jì)算：料理機(jī)在果汁程序下處理新鮮果蔬的細(xì)胞破壁率

料理機(jī)在9檔6min程序處理三種中草藥(三七、瑪卡、人參)的細(xì)胞破壁率數(shù)據(jù)見圖5。