一種基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的快速檢測(cè)方法，包括以下步驟：將待檢測(cè)油炸食品弄碎并置于去離子水中，回流攪拌1-4h，過(guò)濾，得濾液；利用同軸探針?lè)y(cè)定濾液的介電特性值，繪制3×108～1010Hz頻率條件下濾液的介質(zhì)色散曲線ε′(ω)和介質(zhì)吸收曲線ε″(ω)；判別食材中是否含有鋁離子；繪制濾液損耗總和差分曲線，根據(jù)介電特性和明礬添加劑之間的相關(guān)方程式N=0.1514Δε″0.425GHz計(jì)算得到明礬添加劑的含量；其中，N為明礬添加劑的含量，Δε″0.425GHz為0.425GHz頻率處濾液差分介質(zhì)吸收強(qiáng)度。本發(fā)明檢測(cè)時(shí)間短，方法簡(jiǎn)單易操作，在檢測(cè)油炸食品中明礬添加劑的含量方面有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】—種基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種快速檢測(cè)食品中明礬添加劑的方法，尤其是基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的快速檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]油條是中國(guó)傳統(tǒng)早點(diǎn)之一，外酥內(nèi)松、色澤金黃，是老少皆宜、婦幼喜食的廣受中國(guó)人喜愛(ài)的獨(dú)特食品。油條的工藝過(guò)程中需要加入明礬，當(dāng)人食用明礬后，含有的鋁絕大部分通過(guò)腎臟等器官排泄出去，只有1%~2%被吸收并儲(chǔ)留在人的肺、骨骼、肝、腦、睪丸等處。當(dāng)所攝入的鋁量過(guò)多時(shí)往往會(huì)增加腎的負(fù)擔(dān)，將引起腎功能失調(diào)、腎衰竭和尿毒癥等。
[0003]目前，鋁的檢測(cè)方法有傳統(tǒng)的滴定法、分光光度法等，精密度更高的有石墨爐原子吸收光度法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)及ICP-質(zhì)譜法(ICP-MS)、熒光分析法以及極譜法等。這些方法存在的主要問(wèn)題有:價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜；操作過(guò)程中涉及高溫、強(qiáng)酸或者微波消解等，這些無(wú)形中增加了實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜度和危險(xiǎn)性，且回收率低。而精密度和準(zhǔn)確度好的方法則需要繁瑣的樣品前處理工藝，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不利于普及。從一般性的檢測(cè)擴(kuò)展到快速、高靈敏度、無(wú)損、綠色是未來(lái)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的方向。方便、簡(jiǎn)單、低成本、多指標(biāo)的檢測(cè)方法開發(fā)前景廣闊，其應(yīng)用范圍廣泛，能夠便于消費(fèi)群體的實(shí)時(shí)監(jiān)控和檢測(cè)。
[0004]利用食品的介電特性對(duì)食品進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)在理論上和實(shí)際應(yīng)用方面都具有可行性。利用食品介電特性對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)是食品物性學(xué)研究的重點(diǎn)之一，產(chǎn)品品質(zhì)的變化可以客觀地評(píng)價(jià)加工工藝的優(yōu)劣，準(zhǔn)確地判斷加工過(guò)程的終點(diǎn)。介電特性法因其高效、可靠及簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)綜合指標(biāo)的檢測(cè)及分級(jí)技術(shù)，提升農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)程，在農(nóng)產(chǎn)品的 成熟度監(jiān)控、分級(jí)包裝、貯藏保鮮中的應(yīng)用前景十分廣泛。利用農(nóng)產(chǎn)品的介電特性進(jìn)行快速無(wú)損檢測(cè)其品質(zhì)的研究始于20世紀(jì)60年代。發(fā)展至今已擴(kuò)展到水果、蔬菜的成熟度、損傷的快速檢測(cè)，谷物、大豆、種子的水分測(cè)定，飲料、啤酒、乳制品的細(xì)菌檢測(cè)和保存期、安全期的控制等方面。介電特性還用來(lái)提供水產(chǎn)品的加工處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。雖然，介電特性廣泛應(yīng)用于水果、蔬菜、蛋類、豆類、油脂類和部分水產(chǎn)魚類中，但還沒(méi)有對(duì)于油炸食品，尤其是油條中明礬添加劑介電特性的相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服已有的檢測(cè)方式簡(jiǎn)單精密度卻不高、精密但費(fèi)時(shí)費(fèi)力、過(guò)程復(fù)雜的不足，本發(fā)明提供一種基于介電特性的快速檢測(cè)油炸食品中明礬添加劑的方法，以快速簡(jiǎn)單、精密度高，能夠較為準(zhǔn)確、方便的檢測(cè)油炸食品中鋁的含量，從而便于判斷食材是否符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
[0006]本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0007]食材具有極化特性，選取可能發(fā)生取向極化和原子極化的3 X IO8~IOiciHz頻率區(qū)域，考察不同濃度的明礬、小蘇打及其混合水溶液的介質(zhì)色散曲線e' (?)和介質(zhì)吸收曲線e " (CO);揭示其規(guī)律性和特征，提出測(cè)定油炸食品中明礬添加劑含量的差分介電頻譜新技術(shù)，具體如下:
[0008]一種基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的快速檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0009](I)將待檢測(cè)油炸食品弄碎并置于去離子水中，回流攪拌l_4h，過(guò)濾，得濾液；
[0010](2)利用同軸探針?lè)y(cè)定濾液的介電特性值，繪制3X IO8~IOiciHz頻率條件下濾液的介質(zhì)色散曲線e ' (?)和介質(zhì)吸收曲線e " (co);判別食材中是否含有鋁離子；
[0011](3)繪制濾液損耗總和差分曲線，根據(jù)介電特性和明礬添加劑之間的相關(guān)方程式N=0.1514A e " a 425(；Hz計(jì)算得到明礬添加劑的含量；其中，N為明礬添加劑的含量，
△￡ 0.425GHz
為0.425GHz頻率處濾液差分介質(zhì)吸收強(qiáng)度。
[0012]步驟(1)待檢測(cè)油炸食品與去離子水質(zhì)量比為1:100。
[0013]所述明帆添加劑包括明帆和小蘇打。
[0014]本發(fā)明的原理在于:采用同軸探針?lè)y(cè)定食材濾液的介電特性，通過(guò)在指定特定頻率下確定明礬原子極化引起的諧振型特征后，以頻譜的方式判別食材中是否含有鋁離子，并建立介質(zhì)的吸收強(qiáng)度與明礬濃度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因?yàn)椴罘纸殡姄p耗總和與漏導(dǎo)損耗總和曲線在寬頻下恒定，判斷最佳檢測(cè)頻率，并建立此頻率下明礬與小蘇打混合液差分介電吸收強(qiáng)度e " (?)與混合液濃度的關(guān)系。最后，本發(fā)明用原子吸收光譜法進(jìn)行鋁含量的測(cè)定及相關(guān)性的驗(yàn)證。
[0015]運(yùn)用本發(fā)明的技術(shù)可有效，方便的檢測(cè)樣品中是否含有鋁原子以及對(duì)應(yīng)的鋁的含量:本發(fā)明能夠在短時(shí)間內(nèi)(lh_4h)快速檢測(cè)油炸食品中明礬添加劑的含量，并且所使用的方法簡(jiǎn)單易操作，避免了傳統(tǒng)的明礬檢測(cè)方法需要多種化學(xué)試劑、多步操作，檢測(cè)過(guò)程繁瑣的缺點(diǎn)。本發(fā)明在檢測(cè)油炸食品中明礬添加劑的含量方面有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為明礬水溶液的介質(zhì)色散曲線e ' (co)和介質(zhì)吸收曲線e " (co)圖譜，其中字母a-1分別代表:
[0017]a=0.1020g/L-water ；b=0.2010g/L-water ；c=0.3018g/L-water ；
[0018]d=0.4026g/L~water ；e=0.5030g/L-water ；f=0.6002g/L-water ；
[0019]g=0.7016g/L-water ；h=0.8002g/L-water ；i=0.9000g/L-water。
[0020]圖2為不同濃度混合溶液損耗總和差分曲線圖譜，其中字母a_h分別代表:
[0021]a=0.700g/L ；b=0.900g/L ；c=l.0OOg/L ；
[0022]d=2.0OOg/L ；e=3.0OOg/L ；f=5.0OOg/L ；
[0023]g=7.0OOg/L ；h=9.000g/L。
[0024]圖3為不同濃度混合溶液在0.425GHz頻點(diǎn)處損耗總和。該頻點(diǎn)的介質(zhì)損耗總和CO ? e " (CO)與明礬濃度N基本成線性關(guān)系；考慮到?jīng)]溶質(zhì)(N=O)時(shí)，溶質(zhì)的介質(zhì)差分吸收A e " (?)=0，可得明礬濃度與0.425GHz頻點(diǎn)處介質(zhì)差分吸收的關(guān)系為N=0.1514 A e " 0.425GHz。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面以具體實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的原理。
[0026]實(shí)施例:[0027]采用市售油條生產(chǎn)配方:面粉按100%計(jì)時(shí)，需添加小蘇打2~3%，明礬2~3%，水40~60%。為明確顯示明礬、小蘇打的介電特征頻譜，本發(fā)明以明礬和小蘇打分別加入面團(tuán)中制成油條，后將兩者混合進(jìn)行驗(yàn)證。
[0028]三種自制油條的制備方法:只含明礬油條，面、水以及明礬質(zhì)量比為面:水:明礬=100:40:2 ;只含小蘇打油條，面、水以及小蘇打質(zhì)量比為面:水:小蘇打=100:40:2 ；含有明礬與小蘇打混合液油條，面、水以及明礬和小蘇打質(zhì)量比為面:水:明礬:小蘇打=100:40:2:2。
[0029]將制作的油條樣品分別取l_5g剪碎并置于去離子水中，回流攪拌l_4h，過(guò)濾，得濾液；
[0030] 利用同軸探針?lè)y(cè)定濾液的介電色散曲線和介電吸收曲線，繪制3X108~IOltlHz頻率條件下不同濃度明礬、小蘇打及其混合水溶液的介質(zhì)色散曲線e ' (?)和介質(zhì)吸收曲線e " (?);明礬水溶液的介質(zhì)色散曲線e ' (W)和介質(zhì)吸收曲線e " (W)如圖1所示。圖中X軸為測(cè)定明礬水溶液介電特性的頻率范圍，y軸分別為介電特性的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)即介電常數(shù)e , (?)和介電損失率e " (?)。該圖反應(yīng)了明礬水溶液在去除水介電特性后的明礬本身的介電特性值，由圖可知，明礬介電特性出現(xiàn)了幾個(gè)很明顯的特征峰。小蘇打與明礬、小蘇打混合液的介電圖譜類似。
[0031]在IGHz頻率附近不同濃度的明礬水溶液均出現(xiàn)原子極化引起的諧振型特征頻譜。其中e , (?)頻譜特征更明顯，更適合用于指認(rèn)和判斷明礬的存在；e " (co)頻譜隨明礬濃度N增大而增強(qiáng)，適合建立e " (co)頻譜強(qiáng)度與明礬濃度N的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0032]小蘇打相關(guān)的諧振型頻譜大部分出現(xiàn)在較高的頻域。進(jìn)一步考察按油條制作合適的明礬和小蘇打1:1質(zhì)量比的混合水溶液的介電頻譜表明，e , (?)頻譜中明礬的多數(shù)特征依然存在，仍可用于判斷明礬的存在；e " (?)頻譜強(qiáng)度也依然與明礬和小蘇打濃度N存在單一的對(duì)應(yīng)關(guān)系，適合于定量推算出濃度N ;
[0033]根據(jù)明礬和小蘇打混合水溶液中存在載流子遷移的特點(diǎn)，本發(fā)明提出采用介質(zhì)差分損耗總和曲線《 ? e " (?)表征明礬濃度N的新技術(shù)。圖2為不同濃度混合溶液損耗總和差分曲線。由圖可見(jiàn)，在較低頻域，損耗總和《 ? e " (?)隨著明礬和小蘇打濃度增大而增大，相對(duì)于明礬和小蘇打，介質(zhì)損耗總和《 ? e " (?)在較寬頻域更加均勻，且隨小蘇打濃度增大而單調(diào)增強(qiáng)。可以建立其與明礬濃度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0034]本發(fā)明同時(shí)獲得了在較寬頻域恒定的Co ? e " (co)譜，指出0.425GHz頻率附近可避免明礬諧振型頻譜影響，損耗總和更加穩(wěn)定。依此建立明礬和小蘇打濃度N與
0.425GHz頻率處混合水溶液差分介質(zhì)吸收A e " (co)強(qiáng)度的定量對(duì)應(yīng)關(guān)系，關(guān)系式為N=0.1514 A e " 0.425GHz，如圖 3 所示。
[0035]利用石墨爐原子吸收的方法檢測(cè)濾液中鋁離子含量，繼而推算出浸出的水溶液中的明礬含量，同時(shí)檢測(cè)所制備油條中明礬含量，用以驗(yàn)證。
[0036]以石墨爐原子吸收的方法驗(yàn)證介質(zhì)色散曲線和介質(zhì)吸收曲線與油條中明礬添加劑含量的相關(guān)方程式N=0.1514 A e " 0 425GHz的可靠性，相對(duì)誤差為2.3%。
【權(quán)利要求】
1.一種基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的快速檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟； (1)將待檢測(cè)油炸食品弄碎并置于去離子水中，回流攪拌l_4h，過(guò)濾，得濾液； (2)利用同軸探針?lè)y(cè)定濾液的介電特性值，繪制3XIO8~IO9Hz頻率條件下濾液的介質(zhì)色散曲線e , (?)和介質(zhì)吸收曲線e " (co)； (3)繪制濾液損耗總和差分曲線，根據(jù)介電特性和明礬添加劑之間的相關(guān)方程式N=0.1514A e " a 425(；Hz計(jì)算得到明礬添加劑的含量；其中，N為明礬添加劑的含量，△￡ 0.425GHz
為0.425GHz頻率處濾液差分介質(zhì)吸收強(qiáng)度。
2.如權(quán)利要求1所述的基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的快速檢測(cè)方法，其特征在于，步驟(1)待檢測(cè)食品與去離子水質(zhì)量比為1:100。
3.如權(quán)利要求1所述的基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述明礬添加劑包括明礬和小蘇打。
4.權(quán)利要求1所述的方法用于其它食品中明礬添加劑的檢測(cè)。
【文檔編號(hào)】G01N22/00GK103487446SQ201310446668
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】金銀哲, 陸建鋒, 康聞?dòng)? 程裕東 申請(qǐng)人:上海海洋大學(xué)