专利名称：：一种乳制品含糖量的检测设备的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种食品中含糖量的检测设备，尤其是乳制品中含糖量的检测设备。
背景技术：
：当前市场上的乳制品种类繁多，乳制品中含糖量也越多越受到人们的关注。目前国内主要还是依靠手工方法来检测糖的含量。较为常用的一种方法是通过斐林试剂来检测还原糖(如GB/T5009.7-2003，GB/T5009.8-2003)。斐林试剂是一种氧化剂，由A、B液组成。A液是硫酸铜溶液中加入指示剂次甲基蓝，B液由氢氧化钠和酒石酸钾钠、亚铁氰化钾组成。测定时，A、B液混合，形成氢氧化铜，然后形成酒石酸钾铜络合物。次甲基蓝作为终点指示剂，在氧化状态下呈蓝色，在还原状态下无色。在沸腾状态下，除去空气中氧的干扰，用标准还原糖滴定至还原态，液体由蓝色变为深蓝色、浅蓝色、紫红色、淡紫红色，到达滴定终点时突变为无色。CN2689224Y公开了一种还原糖含量的自动检测设备。该设备包括滴定池、光电转换装置、用于液体自动进入排出的管路和计量泵。该设备还具有用于控制设备运转和数据处理的控制器，能够完成自动进样、滴定和计算结果。然而，由于乳制品中一般还有蛋白质、乳糖、蔗糖等成分，目前的设备要求样品先经过手工前处理去除蛋白质才能上机检测。乳制品产品类型不同，所要求检测的糖含量的类型也不一样，如奶粉类要求检测乳糖，酸性乳饮料要求检测总糖，而花色奶系列则要求检测蔗糖，所以单一的还原糖检测装置是不能满足实际检测需要，需要一种设备，能首先自动去除蛋白质，还可以分别测出乳制品中含有的各种糖的含量。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种能够对乳制品自动进行前处理和检测的设备，该设备能够快速准确地检测出乳制品中各类糖的含量。为解决上述技术问题，本发明提供了一种乳制品含糖量的检测设备，包括检测单元，其进一步包括滴定反应单元、检测滴定反应单元内颜色变化的比色装置和试剂单元，所述的滴定反应单元与所述的试剂单元相连；与所述检测单元进行数据信号交换并控制所述检测单元的数据处理单元，用于显示数据处理单元处理结果的显示单元；其中该检测设备还包括与数据处理单元进行数据信号交换并被数据处理单元控制的前处理单元，其进一步包括称量容器、过滤称量容器中样品的过滤装置、样品容器、处理液单元和转化单元。过滤装置设置于称量容器和样品容器之间，样品容器与转化单元相连，的转化单元和称量容器分别与处理液单元连接。同时，样品容器/转化单元与滴定反应单元相连。样品容器与的转化单元之间，转化单元和称量容器与处理液单元之间，样品容器/转化单元与滴定反应单元之间，均以蠕动泵相连。优选的，所述的处理液单元至少包括一个盐酸溶液容器、一个乙酸锌溶液容器和一个亚铁氰化钾溶液容器，乙酸锌溶液容器和亚铁氰化钾溶液容器通过蠕动泵与称量容器连接，盐酸溶液容器通过蠕动泵与转化单元连接。优选的，在检测总糖时，还需要对样品进行转化，因此本发明的检测设备还设有转化单元，该转化单元包括转化容器、设于转化容器内的搅拌器、酸度计和加热部件。优选的，称量容器内设有搅拌器，称量容器下方设有活塞。本发明中，检测单元、数据处理单元均可采用现有的自动滴定装置中。具体的说，检测单元中的滴定反应单元包括反应容器、滴定计量装置和加热装置，其中，滴定计量装置与试剂单元通过蠕动泵相连。试剂单元包括盛装
背景技术：
所述A液的容器，盛装所述B液的容器，以及盛装水的容器。优选的，本发明提供了一个比色装置，设置在反应容器外。其包括一个内置比色板的微处理器，微处理器可扫描反应容器中的溶液的颜色，并与与比色板进行比较，当溶液颜色变化到与比色板中滴定终点的颜色一致时微处理器向数据处理单元发出信号，数据处理单元控制滴定计量装置停止滴定。优选的，所述比色板包括初始颜色、接近终点颜色、终点颜色。本发明的显示单元为至少一个显示屏幕和/或至少一个打印输出设备，优选的，显示屏幕至少能显示四位小数。所述检测设备进一步包括废液单元，分别与样品容器、转化单元、反应容器通过蠕动泵相连。本发明的数据处理单元可采用可编程控制器，其与称量容器、酸度计、加热器、搅拌器、蠕动泵、比色装置、滴定计量装置相连，通过设定取样量、pH值等自动完成样品的前处理。同时可设定不同方法的各个参数和计算公式，通过采集取样量和滴定试剂消耗量来自动计算结果。其功能包括称量样品，记录样品重量；检测方法选择，可根据所检测样品的类型选择不同的检测方法步骤，且根据所选方法控制前处理样品的制备；控制前处理单元的处理液加入量和检测单元的试剂加入量；控制滴定速度；加热器温度调节控制；接收转化单元内置酸度计；搅拌器的控制；微处理器与比色板对照控制；废液排空控制；清洗控制；自动计算结果。本发明的检测设备的操作步骤如下本发明的检测设备是根据国标中乳制品的糖检测方法的原理设计的。采用本发明的设备检测乳制品中的糖含量时，先根据检测方法的要求，例如国标中各种方法的要求，先在数据处理单元设定每种方法所需要的取样量范围、要求的pH值，比色板终点颜色，操作步骤程序、计算公式。检测时，首先选择所需要的检测方法，将样品加入称量容器中，称量容器自动记录重量，加入方法所要求沉淀剂及水，搅匀并静置约30min，此后打开称量容器下部的活塞，将样品转移至过滤装置，过滤后样品存于样品容器中得到待测溶液。检测总糖时，在滴定前所述待测溶液进一步还需如下处理通过数据处理单元启动转化单元相连的蠕动泵，吸取50ml待测溶液于转化容器中，启动酸度计、加热部件及内置搅拌器，加入甲基红指示剂，启动转化容器与处理液单元相连的蠕动泵，加入盐酸和氢氧化钠调节至pH终点，得到转化液；转化单元的加热温度控制在68-70。C，且保温15min。立即冷却至35。C以下。通过数据处理单元启动试剂单元与反应杯相连的蠕动泵，按设定程序将所需A、B液及水按比例加入反应容器中，并等待3-5min沸腾后开始自动滴定；滴定速度优选为6-8ml/min，最小滴定量为0.03ml。加热器温度需控制在100-30(TC之间，通过滴定计量装置滴定待测溶与转化液；滴定过程中微处理器与比色板进行比较，根据滴定颜色的变化判断滴定终点，到达终点后数据处理单元控制滴定记录装置记录所消耗待测溶液或转化液体积，且根据已设定的公式计算结果，显示在显示屏幕，也可打印输出。检测完成后，数据处理单元启动蠕动泵，将反应后的废弃溶液排至废液单元统一处理。本发明的乳制品的糖含量检测设备可以广泛适用于乳制品中各种糖(乳糖、蔗糖、总糖等)含量的检测，通过数据处理单元的预先设定可以实现样品前处理和检测全过程的自动检测，避免和减少了人为检测误差，并且适用范围广。采用本发明的检测设备可以提高乳品企业检测的效率、提高检测结果的准确性、精密度、再现性。其操作方法简便、快速。图1所示为根据本发明的一个具体实施例的乳制品含糖量的检测设备的结构示意图，它仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。具体实施例方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。实施例1下述描述中的"一个"意味着一个或并列的多个。其中虚线表示各部件之间的数字信号连接，实线表示各部件之间具有的管路连接。如图1所示，根据本发明的一个具体实施例，乳制品中含糖量的捡测设备包括一个前处理单元l、一个检测单元2、一个数据处理单元3和一个显示单元4。其中数据处理单元3与前处理单元1和检测单元3进行交换数据信号，控制前处理单元1和检测单元3。前处理单元1包括一个称量容器11、一个过滤装置12、一个样品容器13、一个处理液单元14和一个转化单元15。称量容器11称量待测乳制品样品，在本发明的一个实施例中，称量容器ll下部设有活塞，可开启。在称量容器11内可以设有由数据处理单元3控制的搅拌装置(图中未示)。过滤装置12过滤称量容器ll称量出的样品，在本发明的一个实施例中，过滤装置为一漏斗，设置在称量容器11的下方，过滤时加入滤纸。样品容器13用于盛装过滤后的样品，在本发明的一个实施例中，样品容器13为一个三角瓶，设置在上述过滤装置12漏斗的下方。用于样品处理的处理液盛装在处理液单元14中，转化单元15分别与样品容器13和处理液单元14以蠕动泵93、92连接。称量容器11与处理液单元14以蠕动泵91连接。在本发明的一个实施例中，处理液单元14可以包括至少三个处理液部件，它们可以分别是盛装1:1盐酸的盐酸溶液部件141、乙酸锌溶液部件142、亚铁氰化钾溶液部件143。其中乙酸锌溶液部件142和亚铁氰化钾溶液部件143共同通过蠕动泵91与称量容器11相连，盐酸溶液部件141则通过蠕动泵92与转化单元15相连。本领域技术人员应该理解，为了调节转化单元内转化液的酸度，处理单元14还可以包括盛装氢氧化钠的溶液部件以及与转化单元15相连的蠕动泵。在本发明的一种实施方式中，转化单元15包括一个转化容器151、一个设置于转化容器151内的搅拌器(图中未示)、一个酸度计152和一个加热部件153。其中的加热部件153可以是加热套。所述搅拌器、酸度计152和加热部件153均可与数据处理单元3相连，由数据处理单元3来控制。检测单元2包括一个滴定反应单元21、一个试剂单元22和一个比色装置23。滴定用试剂盛装在试剂单元22中，滴定反应单元21与试剂单元22以蠕动泵96、97、98相连，比色装置23包括一个内置比色板的微处理器，所述微处理器可扫描反应容器中的溶液的颜色，并与与所述比色板进行比较，当溶液颜色变化到与比色板中滴定终点的颜色一致时，微处理器向数据处理单元3发出信号。在本发明的一种实施方式中，滴定反应单元21包括一个反应容器211、一个加热装置212和一个滴定计量装置213。试剂单元22可以包括三个盛装滴定试剂的试剂容器221、222和223，分别盛装本文
背景技术：
中所述的A液、B液和纯净水。根据选择方法的不同，所需试剂也不同，试剂单元的容器数量也可以增加或减少。8样品容器13和转化单元15分别通过蠕动泵94、95与滴定反应单元21相连。在该连接管路上设有滴定计量装置213。用于控制滴定速度、记录消耗待测溶液或转化液的体积。在本发明的一种实施方式中，乳制品中含糖量的检测设备包括一个废液单元(图中未示)，分别与样品容器13、转化单元15以及反应容器211由蠕动泵相连。由数据处理单元3控制，经由蠕动泵将样品容器13、转化单元15以及反应容器211中产生的废液输送至废液单元。本发明的数据处理单元可采用可编程控制器，其与称量容器11、酸度计151、加热部件153、搅拌器、蠕动泵91、92、93、94、95、96、97、98、比色装置23、滴定计量装置213相连，通过设定取样量、pH值等自动完成样品的前处理。同时可设定不同方法的各个参数和计算公式，通过采集取样量和滴定试剂消耗量来自动计算结果。其功能包括称量样品，记录样品重量；检测方法选择，可根据所检测样品的类型选择不同的检测方法步骤，且根据所选方法控制前处理样品的制备；控制前处理单元的处理液加入量和检测单元的试剂加入量；控制滴定速度；加热器温度调节控制；接收转化单元内置酸度计；搅拌器的控制；微处理器与比色板对照控制；废液排空控制；清洗控制；自动计算结果。实施例2本发明的检测设备是根据国标中乳制品的糖检测方法的原理设计的。下面以GB/T5009.7-2003检测乳制品中的还原糖(总糖)含量为例，介绍本发明的检测设备的工作过程。采用本发明的设备检测乳制品中的糖含量时，先根据国标中的要求，在数据处理单元3中设定每种方法所需要的取样量范围、要求的pH值，比色板终点颜色，操作步骤程序、计算公式。将所需试剂和样品处理液加入试剂单元22和处理液单元14的相应容器中。在本实施例中，试剂单元中各容器分别加入
背景技术：
中所述A、B液和蒸馏水；样品处理单元14中，盐酸溶液部件141、乙酸锌溶液部件142、亚铁氰化钾溶液部件143分别加入1:1盐酸、乙酸锌溶液和亚铁氰化钾溶液。检测时，首先在数据处理单元3中选择所需要的检测方法，将样品加入称量容器ll中，通过电子天平称量样品重量，自动记录样品重量，启动蠕动泵91和96，将沉淀剂乙酸锌溶液和亚铁氰化钾溶液及蒸馏水加至称量容器11，启动搅拌器，搅匀后静置30分钟左右，使乳制品样品中的蛋白质、鞣质、树脂等形成沉淀。此后打开称量容器ll下部的活塞，将样品转移至过滤装置12，过滤后的样品存于样品容器13中得到待测溶液。过滤装置可以为常见的漏斗上加滤纸，也可以为其他本领域管用的过滤装置。检测总糖时，还需对上述待测溶液进行转化，将待测溶液中的非还原糖转化为还原糖。即通过数据处理单元3启动与转化单元15相连的蠕动泵93，吸取50ml待测溶液于转化容器中，同时启动转化容器151内的酸度计152，加入2滴甲基红指示剂。启动加热部件153对转化容器151加热，并启动转化容器151内的搅拌器。此时启动转化容器151与盐酸溶液部件141相连的蠕动泵92，加入l:l盐酸，至pH终点时，酸度计152向数据处理单元3输出信号，数据处理单元3控制蠕动泵92停止向转化容器输送1:1盐酸溶液，转化容器151内的搅拌器也停止搅拌。此时得到转化液，可用于检测总糖。转化单元15的加热温度控制在68-70°C，保温15min后立即冷却到35°C。通过数据处理单元3启动试剂单元22与滴定反应单元21相连的蠕动泵96、97、98，按设定程序将所需A、B液及纯净水按比例加入反应容器211中，反应容器211中被放入两粒玻璃珠，数据处理单元3启动加热装置212加热至沸腾。沸腾后启动蠕动泵95和滴定计量装置213，以6至8ml/min的速度(最小滴定量为0.03ml)将转化液滴至反应容器211中。加热装置212温度需控制在100-300。C之间。滴定过程中微处理器扫描反应容器211中的溶液的颜色，与内置比色板上不同的颜色进行比较，当溶液颜色变化到与比色板中滴定终点的颜色一致时，微处理器向数据处理单元3发出信号。数据处理单元3关闭蠕动泵95和滴定记录装置213，同时记录所消耗的转化液体积。根据已设定的公式，数据处理单元3计算结果，将结果显示在显示单元4的显示屏幕，当然，也可打印输出或采取其它的输出方式。检测完成后，数据处理单元3启动蠕动泵，将反应后的废弃溶液排至废液单元收集后统一处理。实施例3当需检测乳制品或乳粉中的乳糖时，可采用GB/T5413.5-1997中方法二，10不需对待测溶液进行转化，启动蠕动泵94和滴定计量装置213滴定待测溶液即可，与实施例2相比，省略了将待测溶液转至转化单元处理的步骤。在过滤后得到待测溶液后，通过数据处理单元3启动试剂单元22与滴定反应单元21相连的蠕动泵96、97、98，按设定程序将所需A、B液及纯净水按比例加入反应容器211中，反应容器211中被放入两粒玻璃珠，数据处理单元3启动加热装置212加热至沸腾。沸腾后启动蠕动泵94和滴定计量装置213，以6至8ml/min的速度(最小滴定量为0.03ml)将待测溶液滴至反应容器211中。加热器温度需控制在100-30(TC之间。其余步骤与实施例2相同，再次不再重复。如需按照国标GB/T5413.5-1997中方法二检测乳粉中的蔗糖，仅需要在数据处理单元3中预先设定相应的检测程序和公式即可。实施例4以下数据为利用相同国标方法(GB/T5009.7-2008\GB/T5009.8-2008)，分别采用人工检测和本发明的设备检测乳制品中总糖、蔗糖及乳糖含量含量。检测结果如下(单位g/100g):<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由上表可见采用本发明的设备的检测结果与人工检测结果基本相同，检测精密度及准确都较高。该设备可以用于乳制品中糖的检测。实施例5再现性验证由不同分析人员在两个不同化验室采用相同的国标方法，对上述样品的总糖分别进行人工检测和采用本发明的设备进行检测。检测结果如下(单位g/100g):<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>由上表可见，本发明的检测设备的检测结果的再现性较人为检测得到提高且结果比较稳定。本发明的乳制品的糖含量检测设备可以广泛适用于乳制品中各种糖(乳糖、蔗糖、总糖等)含量的检测，通过数据处理单元的预先设定可以实现样品前处理和检测全过程的自动检测，避免和减少了人为检测误差，并且适用范围广。采用本发明的检测设备可以提高乳品企业检测的效率、提高检测结果的准确性、精密度、再现性。其操作方法简便、快速。以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。权利要求1、一种乳制品含糖量的检测设备，包括检测单元(2)，其进一步包括滴定反应单元(21)、检测滴定反应单元内颜色变化的比色装置(23)和试剂单元(22)，所述的滴定反应单元(21)与所述的试剂单元(22)相连；与所述检测单元(2)进行数据信号交换并控制所述检测单元(2)的数据处理单元(3)，用于显示数据处理单元(3)处理结果的显示单元；其特征在于所述检测设备还包括与所述数据处理单元(3)进行数据信号交换并被所述数据处理单元(3)控制的前处理单元(1)，其进一步包括称量容器(11)、过滤装置(12)、样品容器(13)、处理液单元(14)和转化单元(15)，所述过滤装置(12)设置于称量容器(11)和样品容器(13)之间，所述样品容器(13)与所述的转化单元(15)相连，所述的转化单元(15)和所述称量容器(11)分别与处理液单元(14)连接；同时，所述样品容器(13)和转化单元(15)与滴定反应单元(21)相连。2、如权利要求1所述的检测设备，其特征在于所述样品容器(13)与所述的转化单元(15)之间，所述的转化单元(15)和所述称量容器(11)与处理液单元(14)之间，所述样品容器(13)和转化单元(15)与滴定反应单元(21)之间，均以蠕动泵相连。3、如权利要求2所述的检测设备，其特征在于所述的处理液单元(14)至少包括一个盐酸溶液容器(141)、一个乙酸锌溶液容器(142)和一个亚铁氰化钾溶液容器(143)，所述乙酸锌溶液容器(142)和所述亚铁氰化钾溶液容器(143)通过蠕动泵与所述称量容器(11)连接，所述盐酸溶液容器(141)通过蠕动泵与所述转化单元(15)连接。4、如权利要求3所述的检测设备，其特征在于所述的转化单元(15)包括转化容器(151)、设于转化容器(151)内的搅拌器、酸度计(152)和加热部件(153)。5、如权利要求4所述的检测设备，其特征在于所述称量容器(11)内设有搅拌器。6、如权利要求1-5中任意一项所述的检测设备，其特征在于所述比色装置(23)包括一个内置比色板的微处理器，所述微处理器可扫描反应容器(211)中的溶液的颜色，并与所述比色板进行比较，当溶液颜色变化到与比色板中滴定终点的颜色一致时，微处理器向数据处理单元(3)发出信号。7、如权利要求6所述的检测设备，其特征在于所述比色板的颜色包括初始颜色、接近终点颜色、终点颜色。8、如权利要求6所述的检测设备，其特征在于所述检测设备进一步包括废液单元，分别与所述样品容器(13)、所述转化单元(151)、所述反应容器(211)以蠕动泵相连。全文摘要本发明提供了一种乳制品含糖量的检测设备，包括检测单元，与检测单元(2)进行数据信号交换的数据处理单元(3)，显示单元；还包括与数据处理单元(3)进行数据信号交换并被所述数据处理单元(3)控制的前处理单元(1)，其进一步包括称量容器(11)、过滤装置(12)、样品容器(13)、处理液单元(14)和转化单元(15)，过滤装置设置于称量容器和样品容器之间，样品容器(13)与转化单元(15)相连，转化单元(15)和称量容器(11)分别与处理液单元(14)连接；同时，样品容器(13)和转化单元(15)与滴定反应单元(21)相连。文档编号G01N1/28GK101561399SQ20091014699公开日2009年10月21日申请日期2009年6月9日优先权日2009年6月9日发明者刘卫星,刘美霞,梅李,王丹慧申请人:内蒙古蒙牛乳业(集团)股份有限公司