一種新型的食醋醋齡快速檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型的食醋醋齡快速檢測(cè)方法，屬于釀造品原料利用和質(zhì)量控制領(lǐng)域；本發(fā)明首先通過(guò)GC?MS分析不同醋齡食醋中的特征揮發(fā)性氣體，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)法結(jié)合紫外可見(jiàn)光譜法篩選出對(duì)特征氣體敏感的色敏材料，制成色敏傳感器陣列，最后將計(jì)算機(jī)分析的色敏傳感器陣列與食醋樣本反應(yīng)前后的顏色變化灰度差值輸入KNN(K最近鄰法)模型來(lái)判別食醋的醋齡。本發(fā)明通過(guò)色敏材料檢測(cè)不同醋齡食醋的特征揮發(fā)性氣體來(lái)檢測(cè)其醋齡，是一種快速、客觀、低價(jià)的方法，本發(fā)明對(duì)對(duì)滿足消費(fèi)者對(duì)食品質(zhì)量和安全的需求及維護(hù)市場(chǎng)秩序方面有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【專利說(shuō)明】
一種新型的食醋醋齡快速檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種新型的食醋醋齡的快速檢測(cè)方法，特指一種基于色敏傳感器技術(shù) 的快速無(wú)損檢測(cè)固態(tài)發(fā)酵食醋年限的方法，屬于釀造品質(zhì)量控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]食醋是我國(guó)的傳統(tǒng)發(fā)酵食品，除作為一種日常調(diào)味品外，還有著重要的保健和抗 癌功效。陳釀對(duì)提高食醋的品質(zhì)具有舉足輕重的作用，陳釀使得醋中多種揮發(fā)性成分發(fā)生 復(fù)雜的變化，存放愈久，味道愈醇，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也得到提升，而且不會(huì)變質(zhì)。食醋的醋齡是指食 醋陳釀的年份，不同年限的食醋由于口感功效存在較大差異。陳釀越久的食醋，口感更佳， 有益因子更多，價(jià)格相應(yīng)也更高。目前市場(chǎng)上存在隨意標(biāo)注食醋醋齡現(xiàn)象，既侵犯了消費(fèi)者 的權(quán)益，也擾亂了市場(chǎng)的秩序。目前食醋醋齡的檢測(cè)方法主要有感觀評(píng)定法、氣相色譜法、 近紅外法等，然而感觀評(píng)定需要專業(yè)訓(xùn)練的評(píng)審人員，且評(píng)定結(jié)果受主觀因素影響較大;論 文"HS-SPME/GC-MS and chemometrics for the classification of Balsamic Vinegars of Modena of different maturation and ageing"中米用氣相色譜法結(jié)果主成分法有效 區(qū)分了意大利香醋的陳釀時(shí)間，但是色譜分析方法的設(shè)備昂貴且操作繁瑣耗時(shí);論文"基于 近紅外光譜對(duì)老陳醋的pH值和可溶性固形物定量與定性的檢測(cè)研究"中采用近紅外對(duì)不同 年限的東湖老陳醋進(jìn)行了區(qū)分，但這些儀器比較昂貴，不能廣泛用于實(shí)際生活中。
[0003]因此尋找一種簡(jiǎn)便快速檢測(cè)食醋醋齡的方法，對(duì)滿足消費(fèi)者對(duì)食品質(zhì)量和安全的 需求及維護(hù)市場(chǎng)秩序方面有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。色敏傳感器技術(shù)是近年來(lái)出現(xiàn)的一種氣體 表征的新方法，利用色敏傳感器與待測(cè)氣體反應(yīng)前后的顏色差值，對(duì)待測(cè)氣體進(jìn)行定性和 定量分析。專利"一種基于嗅覺(jué)和味覺(jué)傳感器信息融合的鎮(zhèn)江香醋貯藏時(shí)間鑒別方法"公開(kāi) 了一種基于多傳感器融合的鎮(zhèn)江香醋貯藏時(shí)間鑒別方法，但未對(duì)不同年限的食醋標(biāo)志物進(jìn) 行分析，且選取的色敏材料均是商業(yè)化的色敏材料，這些色敏材料通常是光譜的（即對(duì)多種 氣體敏感），難以用于食品揮發(fā)氣味中某種或多種反映其品質(zhì)特征的特異氣體檢測(cè)分析。
[0004] 目前，將色敏材料用于食醋醋齡標(biāo)志物的快速檢測(cè)還未見(jiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有食醋醋齡檢測(cè)方法的不足，提出一種基于色敏材料技 術(shù)的食醋醋齡標(biāo)志物的檢測(cè)方法，操作簡(jiǎn)便，成本低廉，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種新型的食醋醋齡快速檢測(cè)方法，該方法是利用色敏材 料與不同醋齡的食醋氣味反應(yīng)顏色不同來(lái)判別食醋的醋齡，主要包括如下步驟：
[0007] 步驟1)首先通過(guò)GC-MS確定不同醋齡食醋的特征揮發(fā)性氣體，所檢測(cè)出的特征揮 發(fā)性氣體以2,3_丁二酮、2,4,5_三甲基噁唑、2,3,5,6_四甲基吡嗪作為陳釀時(shí)間的標(biāo)志物；
[0008] 步驟2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)法測(cè)得卟啉及含有活性不同的金屬離子的金屬卟啉，與特征揮發(fā) 氣體的反應(yīng)灰度差值進(jìn)行初篩，然后通過(guò)紫外-可見(jiàn)光譜法對(duì)含有不同取代基的金屬卟啉 進(jìn)一步進(jìn)行靈敏度篩選;制成色敏材料傳感器陣列；
[0009] 步驟3)通過(guò)相機(jī)獲取反應(yīng)前傳感器陣列的初始R、G、B圖像傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī) 進(jìn)行圖像處理獲得初始顏色信息，采集不同醋齡的食醋揮發(fā)性氣體，將采集的信息傳輸給 計(jì)算機(jī)、進(jìn)行圖像處理以得到不同醋齡食醋揮發(fā)性氣體的特征矩陣；
[0010] 步驟4)利用色敏材料傳感器陣列與樣本揮發(fā)性氣體反應(yīng)，提取相關(guān)信息，輸入已 建好食醋醋齡的K最近鄰法判別模型，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)食醋樣本醋齡的檢測(cè)。
[0011] 進(jìn)一步，所述步驟1)的具體過(guò)程為：
[0012]步驟1.1，用移液管移取8mL香醋樣品于15mL的萃取瓶中并加入2.5g固體氯化鈉， 旋緊蓋子;其中加入氯化鈉的作用是促進(jìn)香醋中揮發(fā)性氣體的揮發(fā)，然后將萃取瓶置于45 °C的恒溫水浴中加熱，振蕩頻率為250r/min，將SPME萃取頭從瓶蓋的橡膠墊插入到樣品的 頂空部分，推出纖維頭，頂空吸附40min;
[0013] 步驟1.2,萃取后，從萃取瓶中拔出SPME萃取頭，再將萃取頭插入到GC-MS儀的進(jìn)樣 口，推出纖維頭，于250°C下解吸3min后退回纖維頭從進(jìn)樣口處拔出萃取頭，完成樣品的進(jìn) 樣;其中，色譜條件:DB-WAX型色譜柱(60m X 0.25mm X 0.25μπι)，載氣He流量為0.8mL/min，不 分流，進(jìn)樣口溫度為250°C ;柱溫:起始溫度35°C持續(xù)5min，以5°C/min升溫至100°C后以3°C/ min升溫至200°C，最后以10°C/min升溫至220°C，保持15min;質(zhì)譜條件:接口溫度為250 °C， 離子源的溫度為230°C，電離方式EI+，電子能量為70eV，掃描質(zhì)量的范圍33~450amu，通過(guò) HP-Chemstation System工作站來(lái)采集并處理數(shù)據(jù)；
[0014] 步驟1.3,對(duì)GC-MS儀檢測(cè)新醋及陳釀1-3年的香醋中揮發(fā)性成分進(jìn)行分析;在從香 醋中共檢測(cè)到46種揮發(fā)性成分中，選取2,3_丁二酮、2,4,5_三甲基噁唑、2,3,5,6_四甲基吡 嗪作為陳釀時(shí)間的標(biāo)志物。
[0015] 進(jìn)一步，所述步驟2)的具體過(guò)程為：
[0016] 選取卟啉及含有活性不同的金屬離子錳、鋅、鐵、鈷、銅、鈀金屬卟啉配合物，將其 溶于二氯甲烷，濃度為2mg/mL，通過(guò)點(diǎn)樣毛細(xì)管將其印染在聚偏二氟乙烯膜上制成色敏傳 感器，用相機(jī)采集色敏傳感器的原始圖像，然后取5mL濃度為10mg/L的2，4，5-三甲基噁唑溶 液于燒杯中，將傳感器貼于保鮮膜上，將保鮮膜密封燒杯口，立即放入45 °C烘箱中讓傳感器 與2，4,5-三甲基噁唑揮發(fā)氣體充分反應(yīng)20min，待反應(yīng)結(jié)束后立即取出傳感器并采集反應(yīng) 后傳感器的圖像；
[0017] 分別稱取1.2mg TPP、1.4mg TPPZn、1.5mg TPPZnF、1.6mg TPPZnCl、1.3mg TPPC1 用二氯甲烷定容至5mL，再用二氯甲烷最終稀釋成4Xl(T7m〇l/L的各卟啉溶液于lcm的石英 比色皿中，加入不同體積的1 % 2，4，5-三甲基噁唑溶液，該溶液不同體積分別為:OuL、20uL、 4〇1^、6〇1^、8〇1^、10〇1^、12〇1^、14〇1^ ;純二氯甲烷作為參比溶液，用￥&4311〇3"100型紫 外分光光度計(jì)觀測(cè)各卟啉化合物與不同濃度的2,4,5_三甲基噁唑反應(yīng)的紫外-可見(jiàn)光譜特 征，并計(jì)算配位反應(yīng)的中心金屬離子的配位數(shù)和反應(yīng)結(jié)合常數(shù)；通過(guò)式
計(jì)算配位反應(yīng)的中心金屬離子的配位數(shù)和反應(yīng)結(jié)合常數(shù)，式中，A1 為游離的卟啉溶液吸光度，A2為2，4，5-三甲基噁唑完全結(jié)合的卟啉溶液吸光度，A為不同2， 4，5-三甲基噁唑濃度下的卟啉吸光度，[C]為所加2，4，5-三甲基噁唑的濃度值。
[0018] 進(jìn)一步，還包括通過(guò)上述方法篩選出2種卟啉類化合物和1種pH指示劑對(duì)這些特征 氣體敏感;其中，2種卟啉類化合物為CH30TPP、TPPZnF，將卟啉類化合物分別溶于二氯甲烷 溶劑中，濃度均為2mg/mL; pH指示劑為溴甲酚綠，將其溶于乙醇中，濃度為2mg/mL;通過(guò)微量 點(diǎn)樣毛細(xì)管將3種色敏材料逐個(gè)印染在聚偏二氟乙烯膜上，制得3種色敏傳感器，將這3種色 敏傳感器構(gòu)成色敏材料傳感器陣列。
[0019] 進(jìn)一步，所述步驟4)中K最近鄰法判別模型的建立，具體操作是將色敏材料與食醋 揮發(fā)性氣體反應(yīng)前后的RGB灰度差值數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，最后選取前10個(gè)主成分構(gòu)建K最 近鄰法判別模型來(lái)判別食醋的醋齡。
[0020] 本發(fā)明的有益效果：
[0021] 1)本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)便、穩(wěn)定、快速的食醋醋齡的檢測(cè)方法。通過(guò)GC-MS分析出不 同醋齡食醋的特征標(biāo)志物，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)法和紫外可見(jiàn)光譜法來(lái)篩選對(duì)醋齡標(biāo)志物敏感的色 敏材料。
[0022] 2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)法和紫外-可見(jiàn)光譜法篩選出2種卟啉類化合物為CH30TPP(實(shí)驗(yàn)室合 成）、TPPZnF，將卟啉類化合物分別溶于二氯甲烷溶劑中，濃度均為2mg/mL; pH指示劑為溴甲 酚綠，溶于乙醇中，濃度為2mg/mL，通過(guò)微量點(diǎn)樣毛細(xì)管將3種色敏材料逐個(gè)印染在聚偏二 氟乙烯(PVDF)膜上，制成色敏材料傳感器陣列;通過(guò)這一方法篩選出的色敏傳感器陣列，可 針對(duì)性的分析食醋醋齡的標(biāo)志物。與人工感觀相比較，本發(fā)明較為客觀、準(zhǔn)確;與儀器檢測(cè) 方法相比較，本發(fā)明較為便捷，且成本低廉;與廣譜的色敏傳感器方法相比較，本發(fā)明更具 專一性和靈敏性，且提供了一種對(duì)特征氣體敏感的色敏材料篩選方法。本發(fā)明對(duì)滿足消費(fèi) 者對(duì)食品質(zhì)量和安全的需求及維護(hù)市場(chǎng)秩序方面有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【附圖說(shuō)明】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明；
[0024] 圖1是一種新型的食醋醋齡檢測(cè)方法示意圖；
[0025] 圖2是鎮(zhèn)江香醋中醋齡標(biāo)志物變化趨勢(shì)圖；
[0026]圖3是TPPZn與不同濃度的2,4,5_三甲基噁唑作用的紫外光譜及動(dòng)力學(xué)計(jì)算圖； [0027] 其中，（a)是TPPZn與不同濃度的2,4,5_三甲基噁唑作用的光譜圖；（b)是TPPZn與 不同濃度的2，4，5-三甲基噁唑作用的雙倒數(shù)圖；
[0028]圖4是KNN模型判別結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 本發(fā)明的方法的流程圖如圖1所示，下將結(jié)合附圖所示的各實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn) 行詳細(xì)描述。
[0030] 步驟1:香醋（以鎮(zhèn)江香醋為例)醋齡標(biāo)志物篩選分析:首先通過(guò)GC-MS確定不同醋 齡食醋的特征揮發(fā)性氣體。包括如下步驟：
[0031] (1.1)用移液管移取8mL香醋樣品于15mL的萃取瓶中并加入2.5g固體氯化鈉，旋緊 蓋子。其中加入氯化鈉的作用是促進(jìn)香醋中揮發(fā)性氣體的揮發(fā)。然后將萃取瓶置于45°C的 恒溫水浴中加熱，振蕩頻率為250r/min。將SPME萃取頭從瓶蓋的橡膠墊插入到樣品的頂空 部分，推出纖維頭，頂空吸附40min。
[0032] (1.2)萃取后，從萃取瓶中拔出SPME萃取頭，再將萃取頭插入到GC-MS儀的進(jìn)樣口， 推出纖維頭，于250°C下解吸3min后退回纖維頭從進(jìn)樣口處拔出萃取頭，完成樣品的進(jìn)樣。 其中，色譜條件:DB-WAX型色譜柱(60m X 0.25mm X 0.25μπι)，載氣He流量為0.8mL/min，不分 流，進(jìn)樣口溫度為250°C。柱溫:起始溫度35°C持續(xù)5min，以5°C/min升溫至100°C后以3°C/ min升溫至200°C，最后以10°C/min升溫至220°C，保持15min;質(zhì)譜條件:接口溫度為250 °C， 離子源的溫度為230°C，電離方式EI+，電子能量為70eV，掃描質(zhì)量的范圍33~450amu。通過(guò) HP-Chemstation System工作站來(lái)采集并處理數(shù)據(jù)。
[0033] (1.3)對(duì)GC-MS儀檢測(cè)新醋及陳釀1-3年的鎮(zhèn)江香醋中揮發(fā)性成分進(jìn)行分析研究。 結(jié)果如圖2所示，在從香醋中共檢測(cè)到46種揮發(fā)性成分中發(fā)現(xiàn)2,3_ 丁二酮、2,4,5_三甲基噁 唑和2,3,5,6_四甲基吡嗪這三種物質(zhì)在新醋中含量極少，但隨著陳釀時(shí)間的增加，其含量 明顯增加。陳釀3年的醋與新醋相比，2,3-丁二酮增加了3倍；2，4,5-三甲基噁唑增加了36 倍;2,3,5,6_四甲基吡嗪增加了7倍。說(shuō)明這三種物質(zhì)主要來(lái)源于陳釀過(guò)程，是陳釀時(shí)間的 標(biāo)志物，可作為鎮(zhèn)江香醋醋齡鑒別的重要參考依據(jù)。
[0034]步驟2:鎮(zhèn)江香醋醋齡標(biāo)志物敏感色敏材料的篩選;通過(guò)實(shí)驗(yàn)法測(cè)得卟啉及含有活 性不同的金屬離子的金屬卟啉與特征揮發(fā)氣體的反應(yīng)灰度差值進(jìn)行初篩，然后通過(guò)紫外-可見(jiàn)光譜法對(duì)含有不同取代基的金屬卟啉進(jìn)一步進(jìn)行靈敏度篩選;制成色敏材料傳感器陣 列。
[0035]具體包括如下步驟：
[0036] (2.1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)法敏感色敏材料的篩選:選取卟啉及含有活性不同的金屬離子錳、 鋅、鐵、鈷、銅、鈀等金屬卟啉配合物，將其溶于二氯甲烷，濃度為2mg/mL，通過(guò)點(diǎn)樣毛細(xì)管將 其印染在聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上制成色敏傳感器，用相機(jī)采集色敏傳感器的原始圖像， 然后取5mL濃度為10mg/L的2，4，5-三甲基噁唑溶液于燒杯中，將傳感器貼于保鮮膜上，將保 鮮膜密封燒杯口，立即放入45 °C烘箱中讓傳感器與2，4，5-三甲基噁唑揮發(fā)氣體充分反應(yīng) 20min，待反應(yīng)結(jié)束后立即取出傳感器并采集反應(yīng)后傳感器的圖像。
[0037] (2.2)通過(guò)紫外可見(jiàn)光譜法敏感色敏材料的篩選：分別稱取1.2mg TPP、1.4mg TPPZn、1.5mg TPPZnF、1.6mg TPPZnCl、1.3mg TPPC1用二氯甲烷定容至5mL，再用二氯甲烷 最終稀釋成4 X l(T7mol/L的各卟啉溶液于lcm的石英比色皿中，加入不同體積(0uL、20uL、 40此、601^、80此、1001^、1201^、1401^)的1%2,4,5-三甲基噁唑溶液，純二氯甲烷作參比溶 液，用Varian Cary 100型紫外分光光度計(jì)觀測(cè)各卟啉化合物與不同濃度的2,4,5_三甲基 噁唑反應(yīng)的紫外-可見(jiàn)光譜特征，并計(jì)算配位反應(yīng)的中心金屬離子的配位數(shù)和反應(yīng)結(jié)合常 數(shù)。配位數(shù)及結(jié)合常數(shù)可由以下式子求得:根據(jù)一定波長(zhǎng)下吸光度的變化，由lg((A-A〇/ (A 2-A))對(duì)lg[C]作圖得到的曲線斜率可求得2,4,5_三甲基噁唑與卟啉的配位數(shù)n，而由截 距可求得結(jié)合常數(shù)K。
[0038] (2.3)通過(guò)上述方法篩選出2種卟啉類化合物和1種pH指示劑對(duì)這些特征氣體敏 感;其中，2種卟啉類化合物為CH30TPP(實(shí)驗(yàn)室合成）、TPPZnF，將卟啉類化合物分別溶于二 氯甲烷溶劑中，濃度均為2mg/mL; pH指示劑為溴甲酚綠，將其溶于乙醇中，濃度為2mg/mL;通 過(guò)微量點(diǎn)樣毛細(xì)管將3種色敏材料逐個(gè)印染在聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上，制得3種色敏傳感 器，將這3種色敏傳感器構(gòu)成色敏材料傳感器陣列。
[0039] TPPZnF與2,4,5_三甲基噁唑作用的紫外可見(jiàn)吸收光譜如圖3(a)所示，TPPZnF在二 氯甲烷溶液中的最高吸收峰在418nm處，隨著2，4，5-三甲基噁唑濃度的增加，其最高吸收峰 最終紅移1腦，吸光度隨濃度增加而減少（ΔΑ = 0·075)，從圖可以看出在420nm-430nm之間 有一個(gè)明顯的等吸光點(diǎn)，說(shuō)明TPPZnF與2，4，5-三甲基噁唑形成了 1:1的配合物。圖3 (b)是根 據(jù)朗伯比爾定律由方程式（1)作出lg((A-Al)/(A2-A))對(duì)lg[C]的雙倒數(shù)線性關(guān)系。其相關(guān) 系數(shù)為〇. 9982,斜率為1，證實(shí)了TPPZnF與三甲基噁唑作用是通過(guò)1:1配合。方程的截距為 0.4909去對(duì)數(shù)得到TPPZnF與三甲基噁唑的結(jié)合常數(shù)K = 3.10M-1 JPPZnF與三甲基噁唑結(jié)合 后使其卟啉環(huán)的電子云密度增加，從而降低了電子躍迀所需要的能量，使卟啉環(huán)的吸收帶 紅移。TPPZnF對(duì)2，4，5-三甲基噁唑有較好響應(yīng)，適于對(duì)其檢測(cè)。
[0040] 該步驟中實(shí)施實(shí)例的樣本均由鎮(zhèn)江恒順醋業(yè)股份有限公司提供，共5種香醋醋齡， 包括新醋及陳釀一年、兩年、四年香醋，每種醋齡30個(gè)樣本，共120個(gè)樣本；
[0041] 從24種色敏材料(包括18種卟啉中金屬卟啉錳及衍生物、金屬卟啉鐵及其衍生物、 金屬卟啉鈷、金屬卟啉銅、金屬卟啉鈀、撲吩及其衍生物以及三元卟啉及其衍生物），發(fā)現(xiàn) CH30-TPP(甲氧基卟啉)與不同醋齡香醋反應(yīng)得到的AR和ΔΒ值有明顯的差異，可作為鑒定 醋齡的特征色敏材料。另外，6種不同pKa值的酸堿指示劑中發(fā)現(xiàn)溴甲酚綠對(duì)醋具有較強(qiáng)的 響應(yīng)信號(hào)，其RGB差值最大，其顏色變化可用肉眼明分辨出。但是溴甲酚綠對(duì)醋齡的鑒別效 果不佳。其原因可能是溴甲酚綠對(duì)酸有較強(qiáng)的敏感性，但醋中的酸物質(zhì)不是醋齡的標(biāo)志物。 溴甲酚綠對(duì)醋齡鑒別貢獻(xiàn)不大，但可作為傳感器的色敏材料之一，鑒定醋齡。
[0042]將對(duì)鎮(zhèn)江香醋醋齡標(biāo)志物敏感的3種卟啉類化合物(CH30TPP、TPPZnF)溶于二氯甲 烷，以及將1種pH指示劑(溴甲酚綠)溶于乙醇，濃度均為2mg/mL，通過(guò)點(diǎn)樣毛細(xì)管將其印染 在聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上，制成2X2(2行2列）的交互敏感陣列傳感器；
[0043] 步驟3:通過(guò)相機(jī)獲取反應(yīng)前傳感器陣列的初始R、G、B圖像傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī) 進(jìn)行圖像處理獲得初始顏色信息，采集不同醋齡的食醋揮發(fā)性氣體，將采集的信息傳輸給 計(jì)算機(jī)、進(jìn)行圖像處理以得到不同醋齡食醋揮發(fā)性氣體的特征矩陣。
[0044] 用移液管準(zhǔn)確移取10mL鎮(zhèn)江香醋醋樣本置于燒杯中，將傳感器陣列硅膠板用橡膠 雙面膠固定于保鮮膜上，并將保鮮膜密封燒杯口，使傳感器暴露在香醋揮發(fā)性氣體環(huán)境中 于45°C的烘箱中反應(yīng)。待傳感器與醋揮發(fā)性氣體反應(yīng)18min達(dá)到平衡后取出可視化陣列傳 感器，并用相機(jī)立即獲取反應(yīng)后圖像。
[0045] 步驟4:利用色敏材料傳感器陣列與樣本揮發(fā)性氣體反應(yīng)，提取相關(guān)信息，輸入已 建好食醋醋齡的K最近鄰法判別模型，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)食醋樣本醋齡的檢測(cè)。
[0046]該步驟中K最近鄰法(KNN)判別模型的建立，具體操作是將色敏材料與食醋揮發(fā)性 氣體反應(yīng)前后的RGB灰度差值數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，最后選取前10個(gè)主成分構(gòu)建K最近鄰法 判別模型來(lái)判別食醋的醋齡。
[0047] 利用80個(gè)獨(dú)立樣本(新醋、1年、2年、4年的鎮(zhèn)江香醋四類，每個(gè)類別有20個(gè)樣本)對(duì) 該方法進(jìn)行驗(yàn)證，每個(gè)樣本共12個(gè)變量(4種色敏材料X3個(gè)顏色分量），結(jié)果如圖4所示，結(jié) 果表明該方法對(duì)預(yù)測(cè)集的綜合識(shí)別率達(dá)到90%，表明該方法可以對(duì)快速準(zhǔn)確地檢測(cè)食醋的 醋齡。
[0048]在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)"一個(gè)實(shí)施例"、"一些實(shí)施例"、"示意性實(shí)施例"、 "示例"、"具體示例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié) 構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的 示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0049]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不 脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本 發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新型的食醋醋齡快速檢測(cè)方法，其特征在于，該方法是利用色敏材料與不同醋 齡的食醋氣味反應(yīng)顏色不同來(lái)判別食醋的醋齡，主要包括如下步驟： 步驟1)首先通過(guò)GC-MS確定不同醋齡食醋的特征揮發(fā)性氣體，所檢測(cè)出的特征揮發(fā)性 氣體以2，3-丁二酮、2，4，5-三甲基噁唑、2，3，5，6-四甲基吡嗪作為陳釀時(shí)間的標(biāo)志物； 步驟2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)法測(cè)得卟啉及含有活性不同的金屬離子的金屬卟啉，與特征揮發(fā)氣體 的反應(yīng)灰度差值進(jìn)行初篩，然后通過(guò)紫外-可見(jiàn)光譜法對(duì)含有不同取代基的金屬卟啉進(jìn)一 步進(jìn)行靈敏度篩選，制成色敏材料傳感器陣列； 步驟3)通過(guò)相機(jī)獲取反應(yīng)前傳感器陣列的初始R、G、B圖像傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行 圖像處理獲得初始顏色信息，采集不同醋齡的食醋揮發(fā)性氣體，將采集的信息傳輸給計(jì)算 機(jī)、進(jìn)行圖像處理以得到不同醋齡食醋揮發(fā)性氣體的特征矩陣； 步驟4)利用色敏材料傳感器陣列與樣本揮發(fā)性氣體反應(yīng)，提取相關(guān)信息，輸入已建好 食醋醋齡的K最近鄰法判別模型，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)食醋樣本醋齡的檢測(cè)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的食醋醋齡快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟1)的具 體過(guò)程為： 步驟1.1，用移液管移取SmL香醋樣品于15mL的萃取瓶中并加入2.5g固體氯化鈉，旋緊 蓋子;其中加入氯化鈉的作用是促進(jìn)香醋中揮發(fā)性氣體的揮發(fā)，然后將萃取瓶置于45°C的 恒溫水浴中加熱，振蕩頻率為250r/min，將SPME萃取頭從瓶蓋的橡膠墊插入到樣品的頂空 部分，推出纖維頭，頂空吸附40min; 步驟1.2,萃取后，從萃取瓶中拔出SPME萃取頭，再將萃取頭插入到GC-MS儀的進(jìn)樣口， 推出纖維頭，于250°C下解吸3min后退回纖維頭從進(jìn)樣口處拔出萃取頭，完成樣品的進(jìn)樣； 其中，色譜條件:DB-WAX型色譜柱(60m X 0.25mm X 0.25μπι)，載氣He流量為0.8mL/min，不分 流，進(jìn)樣口溫度為250°C;柱溫:起始溫度35°C持續(xù)5min，以5°C/min升溫至100°C后以3°C/ min升溫至200°C，最后以10°C/min升溫至220°C，保持15min;質(zhì)譜條件:接口溫度為250 °C， 離子源的溫度為230°C，電離方式EI+，電子能量為70eV，掃描質(zhì)量的范圍33~450amu，通過(guò) HP-Chemstation System工作站來(lái)采集并處理數(shù)據(jù)； 步驟1.3,對(duì)GC-MS儀檢測(cè)新醋及陳釀1-3年的香醋中揮發(fā)性成分進(jìn)行分析;在從香醋中 共檢測(cè)到46種揮發(fā)性成分中，選取2，3-丁二酮、2，4，5-三甲基噁唑、2，3，5，6-四甲基吡嗪作 為陳釀時(shí)間的標(biāo)志物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的食醋醋齡快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟2)的具 體過(guò)程為： 選取卟啉及含有活性不同的金屬離子錳、鋅、鐵、鈷、銅、鈀金屬卟啉配合物，將其溶于 二氯甲烷，濃度為2mg/mL，通過(guò)點(diǎn)樣毛細(xì)管將其印染在聚偏二氟乙烯膜上制成色敏傳感器， 用相機(jī)采集色敏傳感器的原始圖像，然后取5mL濃度為10mg/L的2，4，5-三甲基噁唑溶液于 燒杯中，將傳感器貼于保鮮膜上，將保鮮膜密封燒杯口，立即放入45°C烘箱中讓傳感器與2， 4，5-三甲基噁唑揮發(fā)氣體充分反應(yīng)20min，待反應(yīng)結(jié)束后立即取出傳感器并采集反應(yīng)后傳 感器的圖像； 分別稱取1.2mg TPP、1.4mg TPPZn、1.5mg TPPZnFU .6mg TPPZnCUl .3mg TPPCl用二 氯甲烷定容至5mL，再用二氯甲烷最終稀釋成4Xl(T7m〇l/L的各卟啉溶液于lcm的石英比色 皿中，加入不同體積的1 % 2，4，5-三甲基噁唑溶液，該溶液不同體積分別為：OuL、20uL、 4〇1^、6〇1^、8〇1^、10〇1^、12〇1^、14〇1^;純二氯甲烷作為參比溶液，用￥&4311〇3"100型紫 外分光光度計(jì)觀測(cè)各卟啉化合物與不同濃度的2,4,5_三甲基噁唑反應(yīng)的紫外-可見(jiàn)光譜特 征，并計(jì)算配位反應(yīng)的中心金屬離子的配位數(shù)和反應(yīng)結(jié)合常數(shù)；通過(guò)式 HiK = 一〃吆M計(jì)算配位反應(yīng)的中心金屬離子的配位數(shù)和反應(yīng)結(jié)合常數(shù)，式中，Al A.-, - A 為游離的卟啉溶液吸光度，A2為2，4，5-三甲基噁唑完全結(jié)合的卟啉溶液吸光度，A為不同2， 4，5-三甲基噁唑濃度下的卟啉吸光度，[C]為所加2，4，5-三甲基噁唑的濃度值。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型的食醋醋齡快速檢測(cè)方法，其特征在于，還包括通過(guò)上述 方法篩選出2種卟啉類化合物和1種pH指示劑對(duì)這些特征氣體敏感;其中，2種卟啉類化合物 為CH30TPP、TPPZnF，將卟啉類化合物分別溶于二氯甲烷溶劑中，濃度均為2mg/mL;pH指示劑 為溴甲酚綠，將其溶于乙醇中，濃度為2mg/mL;通過(guò)微量點(diǎn)樣毛細(xì)管將3種色敏材料逐個(gè)印 染在聚偏二氟乙烯膜上，制得3種色敏傳感器，將這3種色敏傳感器構(gòu)成色敏材料傳感器陣 列。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的食醋醋齡快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟4)中K 最近鄰法判別模型的建立，具體操作是將色敏材料與食醋揮發(fā)性氣體反應(yīng)前后的RGB灰度 差值數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，最后選取前10個(gè)主成分構(gòu)建K最近鄰法判別模型來(lái)判別食醋的 醋齡。
【文檔編號(hào)】G01N21/78GK106018392SQ201610304605
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月10日
【發(fā)明人】林顥, 管彬彬, 金鴻娟, 趙杰文
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)