一種比色傳感器及其制備方法及其在食品檢測中的新應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蛋白質(zhì)類食品新鮮度檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種可視化比色傳感器的制備及其測定蛋白質(zhì)類食品新鮮度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著食品安全事件的不斷發(fā)生，食品質(zhì)量與安全引起了政府高度關(guān)注，并且從法律層面上加強(qiáng)了對食品質(zhì)量與安全的重視。食品新鮮度是衡量食品質(zhì)量與安全的一個(gè)重要指標(biāo)，食品新鮮度的降低主要是由生物體內(nèi)的酶和微生物的作用引起的。新鮮度低的食品可以引起腹瀉、惡心、嘔吐和腹痛等癥狀，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)＜叭说纳】?。蛋白質(zhì)類食品在營養(yǎng)膳食中占據(jù)著重要的地位，因此快速檢測蛋白質(zhì)類食品的新鮮度，顯得尤為重要。目前，蛋白質(zhì)類食品新鮮度的檢測分析方法主要有:高效液相色譜法、高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、感官評價(jià)法、化學(xué)分析法、平板計(jì)數(shù)法和電子舌檢測法等方法。這些檢測方法雖然能夠準(zhǔn)確的測定與食品新鮮度相關(guān)的指標(biāo)信息，但是需要對樣品進(jìn)行繁瑣的預(yù)處理，檢測過程需要在專業(yè)的具有大型分析檢測儀器的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，對操作人員的要求較高，檢測時(shí)間和成本較大，難以快速、簡便、廉價(jià)的實(shí)現(xiàn)對食品新鮮度進(jìn)行檢測。
[0003]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，Kenneth S.Suslick等人于2000年首次利用金屬卩卜啉類染料制備可視化比色傳感器以來，嗅覺可視化檢測方法受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，尤其是近些年的研究越來越多，多種液體飲料包括啤酒、含糖飲料、白酒的研究均見報(bào)道，其主要集中于真?zhèn)魏湍攴莸鹊难芯?。進(jìn)一步檢索發(fā)現(xiàn)，JC Deboux等人在JOURNAL OF LIGHTWAVETECHNOLOGY (13 (7):1407_1414，1995)上公開使用亞甲基藍(lán)來檢測液體中的氫離子含量的研究。使用亞甲基藍(lán)試劑可以直接檢測出液體中的氫離子含量變化，但是多種蛋白質(zhì)類食品不是透明無色溶液，會(huì)掩蓋亞甲基藍(lán)顏色變化難以滿足檢測結(jié)果。
[0004]采用聚丙烯酸將亞甲基藍(lán)固定在聚丙烯酰胺薄膜上，并且用殼聚糖鏈對其進(jìn)行包埋，得到固定化的比色傳感器，藉此用于蛋白質(zhì)類食品新鮮度檢測，未見報(bào)道先例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種快速、簡便、廉價(jià)的測定蛋白質(zhì)類食品原料或蛋白質(zhì)類食品成品新鮮度的裝置及方法。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種亞甲基藍(lán)比色傳感器，包括疏水性基板(HP)、聚丙烯酸(PAA)、亞甲基藍(lán)(MB)和殼聚糖鏈(CS)，所述聚丙烯酸(PAA)的一端結(jié)合在疏水性基板(HP)上，另一端與亞甲基藍(lán)(MB)通過靜電作用進(jìn)行連接，形成HP-PAA-MB結(jié)構(gòu)；所述殼聚糖鏈(CS)與聚丙烯酸(PAA)靜電接合，使亞甲基藍(lán)(MB)進(jìn)一步被包埋，形成HP-PAA-MB-CS結(jié)構(gòu)。
[0007]所述的一種亞甲基藍(lán)比色傳感器，所述疏水性基板(HP)可以是聚丙烯酰胺板(PAMP)、反相硅膠板(RPSGP)、聚乙烯板(PEP)或聚氯乙烯板(PVCP)中的任意一種。
[0008]所述的一種亞甲基藍(lán)比色傳感器，所述疏水性基板(HP)為聚丙烯酰胺板(PAMP)。
[0009]所述的一種亞甲基藍(lán)比色傳感器的制備方法，包括以下步驟:
(1)取疏水性基板(HP)，置入含有體積比為40%_60%的丙烯酸水溶液中，在室溫下以二苯甲酮作為自由基誘導(dǎo)劑，排除空氣并封口，用紫外燈進(jìn)行過夜照射，使丙烯酸聚合成聚丙烯酸，取出后用pH值為7.5-9的NaOH或KOH溶液和蒸餾水依次沖洗，在真空條件下干燥處理，得到HP-PAA板；
(2)取HP-PAA板置于亞甲基藍(lán)(MB)溶液中，室溫下靜置3_5h，聚丙烯酸基團(tuán)的羧基與亞甲基藍(lán)上的帶正電荷基團(tuán)通過靜電作用使亞甲基藍(lán)固定在HP-PAA膜上，隨后取出HP-PAA-MB板并用蒸餾水對其進(jìn)行沖洗；
(3)取與聚丙烯酸相同摩爾數(shù)的殼聚糖(CS)置于1%-3%體積的醋酸或者磷酸溶液中，將HP-PAA-MB板置入殼聚糖溶液中室溫下放置3-5 h，帶有大量正電荷的殼聚糖與帶有大量負(fù)電荷的聚丙烯酸靜電結(jié)合，使亞甲基藍(lán)進(jìn)一步包埋在HP-PAA膜上，制成HP-PAA-MB-CS板。
[0010]所述的一種亞甲基藍(lán)比色傳感器在蛋白質(zhì)類食品新鮮度快速檢測中的應(yīng)用，采用以下步驟:
(1)觀察亞甲基藍(lán)比色傳感器在測試前的顏色；或者將亞甲基藍(lán)傳感器置于UV-VIS儀器中，在615-674 nm波長下讀取吸光度值A(chǔ)l ;
(2)將亞甲基藍(lán)比色傳感器置入待測蛋白質(zhì)類食品中，靜置使其充分反應(yīng)；
(3)將傳感器用鑷子取出后，使用蒸餾水對其進(jìn)行沖洗；
(4)觀察亞甲基藍(lán)比色傳感器在測試后的顏色；或者將亞甲基藍(lán)傳感器置于UV-VIS儀器中，在615-674 nm波長下讀取吸光度值A(chǔ)2 ;
(5)比較所述步驟(I)和(4)的顏色差異或者比較反應(yīng)前后的吸光度差值，作為蛋白質(zhì)類食品新鮮度的重要指標(biāo)。
[0011]所述的一種亞甲基藍(lán)比色傳感器在蛋白質(zhì)類食品新鮮度快速檢測中的應(yīng)用，所述波長為664 nm。
[0012]所述的一種亞甲基藍(lán)比色傳感器在蛋白質(zhì)類食品新鮮度快速檢測中的應(yīng)用，所述蛋白質(zhì)類食品為乳制品、肉制品或水產(chǎn)品。
[0013]本發(fā)明根據(jù)蛋白質(zhì)類食品在微生物污染或者存放時(shí)間過長的情況下，氧化狀態(tài)下降，還原狀態(tài)上升，而亞甲基藍(lán)染料具有在氧化狀態(tài)下呈現(xiàn)藍(lán)色，還原狀態(tài)下呈現(xiàn)無色這一性質(zhì)，將亞甲基藍(lán)染料固定在聚丙烯酸膜上并用殼聚糖對其進(jìn)行包埋固定，制成能夠檢測蛋白質(zhì)類食品新鮮度的比色傳感器。在不使用其他儀器設(shè)備的條件下可以利用此比色傳感器對蛋白質(zhì)類食品的新鮮度進(jìn)行定性分析，在借助UV-VIS儀器設(shè)備的條件下可以對蛋白質(zhì)類食品的新鮮度進(jìn)行定性和定量分析。此方法不需要對樣品進(jìn)行繁瑣的預(yù)處理，檢測時(shí)間和成本較低，可快速、簡便、廉價(jià)的實(shí)現(xiàn)對蛋白質(zhì)類食品，特別是液態(tài)蛋白質(zhì)類食品新鮮度的檢測。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明比色傳感器構(gòu)建方法的示意圖；
圖2是本發(fā)明比色傳感器檢測牛奶新鮮度的示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記:HP，疏水性基板；AA，丙烯酸；PAA，聚丙烯酸；MB，亞甲基藍(lán)；CS，殼聚糖鏈。
【具體實(shí)施方式】
[0016]蛋白質(zhì)類食品新鮮度快速檢測方法是根據(jù)亞甲基藍(lán)染料具有在氧化狀態(tài)下呈現(xiàn)藍(lán)色，在還原狀態(tài)下呈現(xiàn)無色這一性質(zhì)。如圖1所示，將亞甲基藍(lán)染料固定在聚丙烯酸膜上并用殼聚糖對其進(jìn)行包埋固定，制成能夠檢測蛋白質(zhì)類食品新鮮度的比色傳感器。在銷售人員或者顧客懷疑食品，如牛奶新鮮度的情況下，例如遇到對快要到保質(zhì)期的牛奶新鮮度進(jìn)行評價(jià)，以及對某一品牌牛奶質(zhì)量產(chǎn)生懷疑時(shí)，銷售人員或者顧客可以取出牛奶新鮮度快速檢測傳感器，將其置入牛奶液體中數(shù)分鐘，采用純凈水對其進(jìn)行清洗，觀察傳感器顏色變化狀況，以此來評估牛奶的新鮮度。通過對比色傳感器進(jìn)行全波長掃描發(fā)現(xiàn)，在615-674nm波長范圍內(nèi)有較大的吸收峰，其中在664 nm處具有最大的吸收峰，因此確定664 nm處的吸收峰作為比色傳感器的特殊峰，因此在有UV-VIS設(shè)備的條件下，通過比較664 nm處的吸收峰差值還可以對牛奶的新鮮度進(jìn)行定性與定量的檢測和分析。
[0017]實(shí)施例1
按照本發(fā)明中所述方案的一種亞甲基藍(lán)比色傳感器:
如圖1所示，包括聚氯乙烯板(PVCP)、聚丙烯酸(PAA)、亞甲基藍(lán)(MB)和殼聚糖鏈(CS)，所述聚丙烯酸(PAA)的一端結(jié)合在聚氯乙烯板(PVCP)上，另一端與亞甲基藍(lán)(MB)通過靜電作用進(jìn)行連接，形成PVCP-PAA-MB結(jié)構(gòu)；所述殼聚糖鏈(CS)與聚丙烯酸(PAA)靜電接合，使亞甲基藍(lán)(MB)進(jìn)一步被包埋，形成PVCP-PAA-MB-CS結(jié)構(gòu)。
[0018]實(shí)施例2
按照本發(fā)明中所述方案一種亞甲基藍(lán)比色傳感器的制備方法如下:
如圖1所示，
(1)PAMP-PAA板的制備:取表面積為36 cm2的正方形PAMP板，將其稱重后置入含有
1.00mL的體積比為50% ΑΑ/Η20溶液的培養(yǎng)皿中，向培養(yǎng)皿中通入氮?dú)? min并用封口膜對其進(jìn)行封口。隨后將其置入紫外燈下進(jìn)行過夜照射。然后取出PAMP-PAA板用pH值為8的NaOH水溶液對其進(jìn)行沖洗以去除PAA單聚體。最后采用蒸餾水再清洗一遍，并在真空條件下進(jìn)行干燥處理；
(2)PAMP-PAA-MB板的制備:取9 cm2的PAMP-PAA板，將其置于20.0 mL pH 5.0濃度為2X10 5 mol/L的亞甲基藍(lán)溶液中，在室溫下靜置5 h。隨后取出PAMP-PAA-MB板并用蒸餾水對其進(jìn)行沖洗去除未連接的染料；
(3)PAMP-PAA-MB-CS板的制備:取與聚丙烯酸相同摩爾數(shù)的殼聚糖置于1.5%體積的醋酸溶液中，并添加蒸餾水使得殼聚糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%。將PAMP-PAA-MB板置入殼聚糖溶液中室溫下放置3.5 h，使得殼聚糖將MB固定在PAMP-PAA板上。
[0019]實(shí)施例3
按照本發(fā)明中所述方案一種亞甲基藍(lán)比色傳感器的制備方法如下:
如圖1所示，
(l)RPSGP-PAA板的制備:取表面積為16 Cm2的正方形RPSGP板，將其稱重后置入含有
1.00mL的體積比為40% ΑΑ/Η20溶液的培養(yǎng)皿中，向培養(yǎng)皿中通入氬氣7 min并用封口膜對其進(jìn)行封口。隨后將其置入紫外燈下進(jìn)行過夜照射。然后取出RPSGP-PAA板用pH值為9的KOH水溶液對其進(jìn)行沖洗以去除PAA單聚體。最后采用蒸餾水再清洗一遍，并在真空條件下進(jìn)行干燥處理；