基于相位相异四路等差感应电势检测馒头中甜蜜素的方法与流程

本发明涉及一种检测食品中甜蜜素含量的方法，特别涉及一种基于相位相异四路等差感应电势检测馒头中甜蜜素的方法，属于食品电学检测技术领域。

背景技术：

甜蜜素(sodiumcyclamate)，学名为环己胺磺酸钠，是由氨基磺酸与环己胺及naoh反应而制成的非营养型合成甜味剂，其甜度是蔗糖的30～40倍。但是，如果经常食用甜蜜素含量超标的饮料或其他食品，就会因摄入过量对人体的肝脏和神经系统造成危害，特别是对代谢排毒的能力较弱的老人、孕妇、小孩危害更明显。

我国《食品添加剂使用卫生标准》(gb2760-2014)规定：甜蜜素在水果罐头、果冻、冷饮、复合调味料等食品中的最大使用量为0.65g/kg，在面包、糕点、方便米面食品中的最大用量为1.6g/kg，在果酱、蜜饯、熟制豆类等食品中的最大用量为1.0g/kg，在果糕类、凉果类食品中的最大用量为8.0g/kg，在坚果类食品中的最大用量包括1.2g/kg(脱壳类)和6.0g/kg(带壳类)两种。除上述食品外，其他食品一律不得添加甜蜜素。同时，包括美国、日本等国在内的40多个国家规定禁止使用甜蜜素作为食品甜味剂。

目前，业界主要采用薄层层析法、原子吸收分光光度法、紫外分光光度法、浊度法、色谱法等方法对食品中的甜蜜素含量进行检测，但这些方法大多需要对样品进行复杂的前处理，否则基质干扰性大，检测结果准确性差，因此均难以满足对大批量样品进行快速检测的需求。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种基于相位相异四路等差感应电势检测馒头中甜蜜素的方法，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种基于相位相异四路等差感应电势检测馒头中甜蜜素的方法，包括：

提供四路等差感应电势检测装置，包括一个并联结构的铁芯，所述并联结构的铁芯上绕制有一个初级线圈和与所述初级线圈配合的四个次级线圈，每一个次级线圈包括一个可供料液流通的螺旋管路，所述螺旋管路被设置于一低温腔内，该四个螺旋管路依次串联，且相邻螺旋管路的绕向相反，所述初级线圈与任一螺旋管路的匝数比为1:1～1:7；

将待检测馒头以超细粉碎机粉碎至2000～4000目，并与溴化n-羧甲基吡啶、tris-hcl缓冲液按照1g：0.01mol～0.1mol：200ml～500ml的比例充分混合后超声1～5min，再进行高速离心处理，离心转速为20000～30000r/min，时间为30s以上，之后分离出上清液，备用；

将所述上清液注入所述四路等差感应电势检测装置，并使所述上清液在该四个螺旋管路内循环流动，并向初级线圈施加频率为350～750khz、有效电压为110～220v的正弦交流信号，再同时检测沿料液流动方向依次分布的该四个螺旋管路两端的电位差u1、u2、u3、u4，由此测得所述待检测馒头中的甜蜜素含量。

在一些实施方式中，所述基于相位相异四路等差感应电势检测馒头中甜蜜素的方法包括：依据该四个螺旋管路两端的电位差u1、u2、u3、u4，利用下式(1)计算出待检测馒头中的甜蜜素含量w；

w＝2πf×r×(u1-u2+u3-u4)×100……………式(1)

其中，r为线性回归拟合系数，取值为0.00258；f为工作频率，单位hz；u1、u2、u3、u4的单位为mv；w的单位为wt％，甜蜜素含量的检测范围为0.002wt％～1.5wt％(折合2mg/kg～15g/kg)。

在一些实施方式中，所述螺旋管路的内径为0.1～0.5mm。

在一些实施方式中，所述上清液在螺旋管路内循环流动的流速为0.1ml/s～1ml/s。

在一些实施方式中，所述基于相位相异四路等差感应电势检测馒头中甜蜜素的方法包括：设定低温腔内的温度保持为1～3℃。

在一些实施方式中，所述螺旋管路由绝缘玻璃制成。

在一些实施方式中，所述并联结构的铁芯采用铁硅铝磁粉心铁芯，其中铁硅铝磁粉心包含85wt％铁、9wt％硅和6wt％铝合金。

在一些实施方式中，所述并联结构的铁芯的磁路长度为80～120cm。

在一些实施方式中，所述tris-hcl缓冲液包含0.1～0.5mol/ltris，且ph值为7～9。

在一些实施方式中，沿料液流动方向依次分布的该四个次级线圈的绕组匝数之比为1：3：5：7。

在一些实施方式中，每个螺旋管路两端分别设置一对检测电极，每对检测电极能与螺旋管路中的料液接触，并且每对检测电极还与一电压检测装置连接。

与现有技术相比，本发明实施例提供的方法可以快速、高效、准确地检测馒头中的甜蜜素含量，检出限为0.01mg/kg，检测范围可达2mg/kg～15g/kg，且操作简单，无需采用任何化学试剂，成本低廉，可重复性强，尤其适于对大批量样品的快速检测。

附图说明

图1是本发明实施例中所使用的一种四路等差感应电势检测装置的结构示意图；

附图标记说明：101-电源、102-恒温循环浴、103-交流电压表、104-恒温浴、105-隔离泵、106-样品瓶、107-初级线圈、108-并联结构的铁芯、109-恒温腔、110-螺旋管路、111-铂电极、112-料液循环管路、113-恒温水浴循环管路。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人尝试利用交变磁通检测设备对馒头中的甜蜜素含量进行检测，但经试验后发现，若选择已有的基于单磁路或多磁路的交变磁通检测设备进行检测，或者若直接将馒头制成流体试样进行检测，测得的结果往往与依照gb1886229-2016等规定的方法测得的结果存在较大偏差，因此猜想可能是因为市售馒头的成分较为复杂，其中往往存在种类繁多的添加剂，从而对检测结果造成了较大干扰，为此，本案发明人又经大量研究和实践，非常意外的发现，当将待检测馒头以超细粉碎机粉碎至2000～4000目，再与微量溴化n-羧甲基吡啶、tris-hcl缓冲液按照特定比例混合，再进行高速离心处理，之后分离出上清液，并以特定规格的四路等差感应电势检测设备进行检测时，检测结果非常准确，且精度高、重复性好。由此，本申请人得以提出本发明的技术方案。

如下将结合若干具体实施例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

如下实施例中所使用的一种四路等差感应电势检测装置可以参阅图1所示，其包括一个并联结构的铁芯108，所述并联结构的铁芯108上绕制有一个初级线圈107和与之配合的四个次级线圈，每一个次级线圈包括一个可供料液流通的螺旋管路110，该四个螺旋管路依次串联，且相邻螺旋管路的绕向相反，该初级线圈与任一螺旋管路的匝数比为1:1～1:7，各螺旋管路可以分别被置于一恒温腔109内，各恒温腔109均通过恒温水浴循环管路113与恒温循环浴102连通。初级线圈107与一电源101电连接。各螺旋管路由绝缘玻璃制成，并通过料液循环管路112与作为料液储存装置的一样品瓶106连通，样品瓶106被置于一恒温浴104内，所述料液循环管路112上还设置有隔离泵105。同时各螺旋管路两端分别设置有一对铂电极111，每对铂电极能与流经螺旋管路的料液接触，且每对铂电极均与交流电压表103电连接。

如下各实施例中采用的并联结构的铁芯为铁硅铝磁粉心铁芯，其中磁心材料的特性可以参阅下表：

实施例1该实施例是基于一种四路等差感应电势检测装置进行，该装置的结构如图1所示，其中初级线圈的绕组匝数为2，沿料液流动方向依次分布的该四个次级线圈的绕组匝数分别为2：6：10：14，各螺旋管路的内径为0.1mm，而并联结构的硅铝磁粉心铁芯的磁路长度为120cm。

该实施例提供的一种检测馒头中甜蜜素含量的方法包括：

将市售的8种馒头以超细粉碎机粉碎至2000目，并与溴化n-羧甲基吡啶、tris-hcl缓冲液(包含0.5mol/ltris，且ph值为9)按照1g：0.01mol：200ml的比例充分混合后超声5min，再进行高速离心处理，离心转速为30000r/min，时间为60s左右，之后分离出上清液，备用；

将所述上清液注入所述四路等差感应电势检测装置，设定低温腔内的温度保持为1℃，并使所述上清液以0.1ml/s的流速在该四个螺旋管路内循环流动，且向初级线圈施加频率为750khz、有效电压为110v的正弦交流信号，再同时检测沿料液流动方向依次分布的该四个螺旋管路两端的电位差u1、u2、u3、u4，并利用下式(1)计算出各馒头中的甜蜜素含量w；

w＝2πf×r×(u1-u2+u3-u4)×100……………式(1)

其中，r为线性回归拟合系数，取值为0.00258；f为工作频率，单位hz；u1、u2、u3、u4的单位为mv；w的单位为wt％，甜蜜素含量的检测范围为0.002wt％～1.5wt％(折合2mg/kg～15g/kg)。

最终测得该8种馒头中的甜蜜素含量(多次测试的平均值)分别为1245mg/kg、1098mg/kg、956mg/kg、1071mg/kg、未检出、746mg/kg、452mg/kg、未检出。

注：上式(1)可以是以tris-hcl缓冲液为稀释剂，将多批次已知甜蜜素含量的馒头产品分别稀释1～1000倍而制作为一系列标准样品，再采用本实施例的方法进行检测后建立。

实施例2该实施例是基于一种四路等差感应电势检测装置进行，该设备的结构与实施例1基本相同，区别在于：其中初级线圈的绕组匝数为3，沿料液流动方向依次分布的该四个次级线圈的绕组匝数分别为3：9：15：21，各螺旋管路的内径为0.3mm，而并联结构的硅铝磁粉心铁芯的磁路长度为100cm。

该实施例提供的一种检测馒头中甜蜜素含量的方法包括：

将市售的8种馒头以超细粉碎机粉碎至4000目，并与溴化n-羧甲基吡啶、tris-hcl缓冲液(包含0.1mol/ltris，且ph值为7)按照1g：0.1mol：500ml的比例充分混合后超声3min，再进行高速离心处理，离心转速为30000r/min，时间为30s左右，之后分离出上清液，备用；

将所述上清液注入所述四路等差感应电势检测装置，设定低温腔内的温度保持为3℃，并使所述上清液以1ml/s的流速在该四个螺旋管路内循环流动，且向初级线圈施加频率为500khz、有效电压为220v的正弦交流信号，再同时检测沿料液流动方向依次分布的该四个螺旋管路两端的电位差u1、u2、u3、u4，并利用下式(1)计算出各馒头中的甜蜜素含量w；

w＝2πf×r×(u1-u2+u3-u4)×100……………式(1)

其中，r为线性回归拟合系数，取值为0.00258；f为工作频率，单位hz；u1、u2、u3、u4的单位为mv；w的单位为wt％，甜蜜素含量的检测范围为0.002wt％～1.5wt％(折合2mg/kg～15g/kg)。

最终测得的结果与实施例1基本相同。

实施例3该实施例是基于一种四路等差感应电势检测装置进行，该设备的结构与实施例1基本相同，区别在于：其中初级线圈的绕组匝数为4，沿料液流动方向依次分布的该四个次级线圈的绕组匝数分别为4：12：20：28，各螺旋管路的内径为0.5mm，而并联结构的硅铝磁粉心铁芯的磁路长度为80cm。

该实施例提供的一种检测馒头中甜蜜素含量的方法包括：

将市售的8种馒头以超细粉碎机粉碎至4000目，并与溴化n-羧甲基吡啶、tris-hcl缓冲液(包含0.3mol/ltris，且ph值为9)按照1g：0.05mol：400ml的比例充分混合后超声1～5min，再进行高速离心处理，离心转速为20000r/min，时间为90s左右，之后分离出上清液，备用；

将所述上清液注入所述四路等差感应电势检测装置，设定低温腔内的温度保持为3℃，并使所述上清液以0.5ml/s的流速在该四个螺旋管路内循环流动，且向初级线圈施加频率为350khz、有效电压为200v的正弦交流信号，再同时检测沿料液流动方向依次分布的该四个螺旋管路两端的电位差u1、u2、u3、u4，并利用下式(1)计算出各馒头中的甜蜜素含量w；

w＝2πf×r×(u1-u2+u3-u4)×100……………式(1)

其中，r为线性回归拟合系数，取值为0.00258；f为工作频率，单位hz；u1、u2、u3、u4的单位为mv；w的单位为wt％，甜蜜素含量的检测范围为0.002wt％～1.5wt％(折合2mg/kg～15g/kg)。

最终测得的结果与实施例1基本相同。

对照例1：该对照例与实施例1基本相同，区别在于：将市售的8种馒头以超细粉碎机粉碎至2000目，并与溴化n-羧甲基吡啶、tris-hcl缓冲液按照1g：0.01mol：200ml的比例充分混合后超声5min，所获混合液作为料液备用。

最终测得该8种馒头中的甜蜜素含量(多次测试的平均值)分别为423mg/kg、109mg/kg、225mg/kg、197mg/kg、未检出、59mg/kg、243mg/kg、未检出。这可能是由于馒头中其余组分的存在对检测结果造成了较多干扰。

对照例2：该对照例与实施例1基本相同，区别在于：将市售的8种馒头以超细粉碎机粉碎至2000目，并与tris-hcl缓冲液按照1g：200ml的比例充分混合后超声5min，再进行高速离心处理，离心转速为30000r/min，时间为60s左右，之后分离出上清液，备用。

最终测得该8种馒头中的甜蜜素含量(多次测试的平均值)分别为756mg/kg、531mg/kg、358mg/kg、290mg/kg、未检出、123mg/kg、89mg/kg、未检出。

对照例3：该对照例与实施例1基本相同，区别在于：向初级线圈施加频率为300khz、有效电压为80v的正弦交流信号。

最终测得该8种馒头中的甜蜜素含量与实施例1有较大偏差。

对照例4：该对照例与实施例1基本相同，区别在于：向初级线圈施加频率为850khz、有效电压为220v的正弦交流信号。

最终测得该8种馒头中的甜蜜素含量与实施例1有较大偏差。

对照例5：该对照例与实施例1基本相同，区别在于：其中初级线圈绕组匝数为4，沿料液流动方向依次分布的该四个次级线圈的绕组匝数分别为4：8：12：24，低温腔室内的温度为室温(2℃)。最终测得该8种馒头中的甜蜜素含量(多次测试的平均值)与实施例1有较大偏差。

对照例6：该对照例与实施例1基本相同，区别在于：低温腔室内的温度为室温(25℃)。最终测得该8种馒头中的甜蜜素含量(多次测试的平均值)与实施例1有较大偏差。

对照例7：依照gb/t5009.97中规定的方法对实施例1中各馒头内甜蜜素的含量进行测定。测定结果与实施例1基本一致。

应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。