便携式牛奶蛋白质含量检测装置的制作方法

本实用新型涉及成分检测领域，具体地，涉及一种便携式牛奶蛋白质含量检测装置。

背景技术：

蛋白质的含量决定了牛奶品质的高低。蛋白质含量是衡量牛奶品质的重要指标之一，而如何准确、快速地检测牛奶中的蛋白质含量成为食品检测领域中亟需解决的关键问题之一。

目前，常用于检测食品中蛋白质含量的主要方法有：凯氏定氮法、双缩脲法、紫外吸收法、福林-酚比色法、考马斯亮蓝染料比色法、燃料结合法、水杨酸比色法、红外光谱法、比浊法、杜马斯燃烧法等。这些方法不仅操作繁琐、成本高，而且需要专业的技术人员和专业的设备。更重要的是这些方法所需要的检测仪都比较昂贵。例如，凯氏定氮法需要全自动或半自动的凯氏定氮仪，紫外吸收法需要紫外光分光光度计，红外光谱法需要价格昂贵的红外光谱仪等等。除了这些通用的检测食品中蛋白质的检测仪之外，为了能够快速地检测牛奶中的蛋白质含量，一些公司也设计了一些牛奶成分快速检测仪，如美国生产的SprintTM型蛋白质检测仪，该仪器的检测原理是依赖于蛋白质含量定量检测中的褪色比色法，该检测仪的蛋白质含量检测范围是0.02%~99.98%，检测灵敏度为0.02%，检测所需时间最短只要2min，其市场售价约为7万美元；荷兰Skalar公司生产的Primacs-SN型杜马斯燃烧型定氮仪具有检测迅速、检测灵敏度高、全自动运行等特点，而且检测无废液废气排出，可以实现无污染无危害的检测，该型号的蛋白质检测仪在国内市场上报价在30~40万元之间；TD-N10蛋白质快速测定仪是北京同德创业科技有限公司生产的一种蛋白质检测仪，检测每个样品需要5~10min，尺寸360×300×125（mm），尺寸和检测时间偏大；国产的吉林小天鹅分析仪有限公司GDYN-150S型蛋白质快速分析仪，检测仪检测样品耗时需要10min，其蛋白质浓度的检测范围0.4%~75%之间，市场售价6~8万元之间。这些仪器虽然能够快速检测出牛奶中蛋白质含量，但是价格昂贵，而且只能供实验室或科研机构使用。

中国专利公开号CN201569625U，公开日2010年09月01日，实用新型名称为“一种蛋白质检测仪器”，该申请公开了“一种蛋白质检测仪器，微处理器（5）通过信号控制与放大模块（4）分别与光源（1）、检测器（3）连接；光源（1）发出的光透射过比色池（2）被检测器（3）检测，检测器（3）将检测到的信号经信号控制与放大模块（4）传送给微处理器（5），信号控制与放大模块（4）控制光源（1），微处理器（5）分别与显示模块（8）、打印机（6）和按键（7）连接；比色瓶位于比色池（2）内，比色瓶为扁长方体。”由该专利要解决的技术问题：“提供一种蛋白质检测仪器，仪器结构小巧，便于携带；能够广泛用于基层以及现场的奶制品快速检测的需要。”得知，该专利没有实现所给出的一种蛋白质检测仪器的结构小巧，便于携带的特点，不能确定其是否能够广泛用于基层以及现场的奶制品快速检测。

中国专利公开号CN101718790A，公开日2010年06月02日，发明名称为“一种蛋白质的检测试剂、检测方法及检测仪器”，该申请公开了“本发明公开了一种蛋白质的检测试剂、检测方法及检测仪器，该试剂以重量百分比，取0.1～10份的酸性橙-12溶解在1～500份的磷酸缓冲溶液中，再加入1～500份的冰醋酸，最后用1～5000份的水稀释，振荡混合则得到所述的蛋白质的检测试剂。与传统方法相比它可以有效检测真蛋白质含量，能够在较宽的范围内进行蛋白质的检测，非蛋白质含氮化合物如尿素、三聚氰胺等基本不干扰检测的准确性。本发明的仪器结构小巧，便于携带。能够广泛用于基层以及现场的奶制品快速检测的需要。”该专利所要解决的技术问题是：“提供一种蛋白质的检测试剂、方法及检测仪器，它可以检测出含蛋白质的样品中的真蛋白质检测，避免非蛋白质氮的干扰与传统方法对不同性质与种类蛋白质定量结果不准确的问题。”其不足之处在于检测蛋白质含量可实施性较差，没有给出蛋白质含量和已知变量之间的具体关系。

综上所述，现阶段国内外用来检测牛奶的仪器虽然能够快速地给出牛奶的多种成分，但是操作过程不仅操作繁琐、费时费工，而且只能用于实验室检测或科研机构使用，需要专业的技术人员，更重要的是仪器价格仍然很昂贵。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种快速、简便、低成本的便携式牛奶蛋白质含量检测装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

便携式牛奶蛋白质含量检测装置，组成结构包括壳体、底座、散热孔、显示屏、推拉盖、电池盒、散热片、散热扇、散热器支座、光源、遮光装置、比色皿、比色皿座、光强检测模块、比色皿座滑轨、主控模块、USB充电口、挡板、主控模块开关、光源开关、比色皿盖、锂电池、推拉盖滑轨，所述主控模块分别与所述显示屏、所述散热扇、所述光源、所述光强检测模块、所述锂电池相连，所述USB充电口与所述锂电池相连；所述壳体顶面为一倾斜斜面，并且顶面内侧设置有所述推拉盖滑轨，所述推拉盖滑动安装在所述推拉盖滑轨内，可以滑动，以便放入和取出所述比色皿；所述挡板固定安装在所述壳体上；所述壳体内侧面安装有所述主控模块，所述主控模块开关和所述光源开关安装在所述壳体上；所述锂电池、所述散热片、所述散热扇、所述散热器支座、所述遮光装置和所述比色皿座滑轨固定安装在所述底座内；所述光源安装在所述散热片上；所述比色皿座固定安装在所述比色皿座滑轨上，并紧贴所述遮光装置；所述光强检测模块固定安装在所述比色皿座上；所述壳体内侧表面进行了遮光处理；所述光强检测模块获取的光是透射光；所述壳体内侧表面附有一层锡箔纸，进行了遮光处理；所述遮光装置颜色为黑色，外表面并附有锡箔纸；所述光源发出的光波长为595nm；光源发出的光透射过待检测的牛奶样品后，光强检测模块接收透射光并将透射光照度（lx）传送给主控模块，所述主控模块将数据处理后得到该样品的蛋白质含量（%）数值并显示在显示屏上。

本实用新型的检测原理是考马斯亮蓝比色法的物理检测方法，考马斯亮蓝G-250染料中的疏水基团在酸性（磷）条件下与蛋白质的疏微区具有亲和力，通过疏水作用与蛋白质相结合，反应后的混合溶液在595nm处有最大吸光度，光源发出的光透射过待检测的牛奶样品后，光照度检测模块接收透射光并将透射光照度（lx）传送给主控模块，对透射光照度（lx）和蛋白质含量（%）进行建模，所述主控模块数据处理后代入透射光照度（lx）与蛋白质含量（%）的数学模型得到该样品的蛋白质含量（%）数值并显示在所述显示屏上，所述数学模型为：，其中是透射光照度（lx），是蛋白质含量（%）。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

a.体积较小，造价低廉，结构简单，测试时间只需要1s，操作简便，可以用于现场检测的牛奶蛋白质含量；

b.明确了透射光照度和蛋白质含量的数学关系，本实用新型具有可实施性。

附图标记

1.壳体；2.底座；3.散热孔；4.显示屏；5.推拉盖；6.电池盒；7.散热片；8.散热扇；9.散热器支座；10.光源；11.遮光装置；12.比色皿；13.比色皿座；14.光强检测模块；15.比色皿座滑轨；16.主控模块；17.USB充电口；18.挡板；19.M2螺纹孔；20.主控模块开关；21.光源开关；22.比色皿盖；23.锂电池；24.推拉盖滑轨。

附图说明

图1是便携式牛奶蛋白质含量检测装置在一角度下的内部结构立体组合示意图；

图2是便携式牛奶蛋白质含量检测装置在一角度下的外部结构立体组合示意图；

图3是便携式牛奶蛋白质含量检测装置的壳体1沿A-A方向的剖面图；

图4是便携式牛奶蛋白质含量检测装置的系统工作原理结构图；

图5是便携式牛奶蛋白质含量检测装置建模中的函数拟合曲线；

图6是便携式牛奶蛋白质含量检测装置工作状态下的俯视图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段和其效果，现结合一个优选的实施例和附图对本实用新型做进一步的详细说明：

如图1和图2所示，便携式牛奶蛋白质含量检测装置，组成包括壳体1、底座2、散热孔3、显示屏4、推拉盖5、电池盒6、散热片7、散热扇8、散热器支座9、光源10、遮光装置11、比色皿12、比色皿座13、光强检测模块14、比色皿座滑轨15、主控模块16、USB充电口17、挡板18、主控模块开关20、光源开关21、比色皿盖22、锂电池23、推拉盖滑轨24；所述主控模块16分别与所述显示屏4、所述散热扇8、所述光源10、所述光强检测模块14、所述锂电池23相连，所述USB充电口17与所述锂电池23相连，所示模块和器件之间用杜邦线连接；所述挡板18固定安装在所述壳体1一侧面；所述壳体1内侧面固定安装有所述主控模块16，所述主控模块开关20和所述光源开关21固定安装在所述壳体1侧面；所述锂电池23、所述散热片7、所述散热扇8、所述散热器支座9、所述遮光装置11和所述比色皿座滑轨15固定安装在所述底座2内；所述光源10固定安装在所述散热片7一侧；所述比色皿座13滑动安装在所述比色皿座滑轨15上，并紧贴所述遮光装置11；所述光照度检测模块14固定安装在所述比色皿座13一侧；所述壳体1内侧表面进行了遮光处理，有效避免外界光的干扰；所述光强检测模块14获取的光是透射光。

所述主控模块16选用STC89C52单片机。

所述散热扇8选用JMC 3010-5LS微型直流风扇。

所述光源10选用功率3W的CREE XPE 595nm LED灯珠。

所述比色皿12选用光程10mm的石英比色皿。

所述光强检测模块14选用BH1750光强度模块，工作电压3V。

所述锂电池23选用18650型锂离子充电电池。

所述USB充电口17选用Micro-USB接口。

所述显示屏4选用LCD1602液晶屏，所述显示屏4具有体积小巧，显示内容清晰的特点，既能在强光直射下使用，也能在夜晚光线不足情况下使用。

所述主控模块开关20和所述光源开关21选用自锁开关。

如图3所示，所述壳体1顶面为一倾斜斜面，便于读取数据；所述壳体1顶面内侧设置有所述推拉盖滑轨24；所述推拉盖5滑动安装在所述推拉盖滑轨24内，可以滑动，以便放入和取出所述比色皿12。

如图5所示，透射光照度（lx）和蛋白质含量（%）的函数拟合曲线，使用计算机软件对透射光照度（lx）和蛋白质含量（%）进行建模，得到所述便携式牛奶蛋白质含量检测装置的函数模型为：，其中是透射光照度（lx），是蛋白质含量（%）。

本便携式牛奶蛋白质含量检测装置检测方法包括以下步骤并按以下顺序进行：

a.考马斯亮蓝染料溶液的配置：使用电子天平准确称量100mg的固态考马斯亮蓝G-250粉末状染料，使之溶于50ml95%的酒精溶液中，再将100ml85%的磷酸溶液加入其中，最后使用蒸馏水将反应后的溶液稀释并定容至1000ml。

b.待检测牛奶样品的处理：在温度20~25摄氏度下，取配置好的取5ml考马斯亮蓝染料和稀释50倍后的1ml牛奶蛋白质溶液加入试管中摇匀，混合溶液静置3min，充分反应。

c.准备工作：打开所述主控模块开关20和所述光源开关21，预热所述检测装置2min，将待检测牛奶装进所述比色皿12中；

d.检测过程：打开所述推拉盖5，取下所述比色皿盖22，将用盛放有待检测牛奶的所述比色皿12放入所述比色皿座13内，盖上所述比色皿盖22，关闭所述推拉盖5；

e.检测结果的计算与显示：所述光强检测模块14接收透射光并将透射光照度（lx）传送给所述主控模块16，所述主控模块16将数据处理后代入透射光照度（lx）与蛋白质含量（%）的数学模型，得到该样品的蛋白质含量（%）数值并将其显示在所述显示屏4上。

如图6所示，本发明的便携式牛奶蛋白质含量检测装置测得某牛奶样品的蛋白质含量为3.16%。

以上实例仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。