一种食品中新红的快速检测方法技术

本发明专利技术公开了一种食品中新红的快速检测方法。该方法将待测样品经超声提取、阴离子固相萃取小柱净化处理、微孔膜过滤后，直接采用自制的三电极电化学池在银丝表面生成多孔纳米银作为表面增强拉曼基底对新红进行萃取和原位表面增强拉曼检测，当507，626，1113，1220，1280，1371，1492，1592cm

【技术实现步骤摘要】
一种食品中新红的快速检测方法
本专利技术涉及一种快速检测方法，具体涉及一种基于自制银丝基底的食品中合成着色剂新红的表面增强拉曼光谱检测方法。
技术介绍
合成着色剂因其色泽鲜艳、着色力强、性质稳定、价格低廉，成为食品工业常用的添加剂之一，它们主要是以苯、甲苯、萘等芳烃类化工产品为原料，经过磺化、硝化、卤化、偶氮化一系列有机反应化合而成，大多具有一定的毒性。其中的偶氮类合成着色剂，在体内可被还原为芳香胺类物质，从而对DNA造成损伤、使肝细胞生长异常、影响酯酶同工酶的表达以及致突变作用等，因此多数偶氮类色素已被禁止添加到食物中。新红为水溶性偶氮类合成着色剂，我国GB2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》中规定了其使用限量为0.05g/kg-0.1g/kg，欧盟等国则严禁使用新红。目前，食品中新红的测定方法主要有高效液相色谱法、高效液相色谱-质谱联用法、极谱法、分光光度法等。但是，以上检测方法前处理操作较为复杂、耗时，仪器成本昂贵，且所用溶剂、流动相具有较大的毒性和腐蚀性等缺点，难于普及推广。因此，探索快速、简便、高效的食品色素检测方法，建立有效的安全监控体系，具有非常紧迫的现实意义。拉曼光谱和红外光谱一样同属于分子振动光谱，可以反映分子的特征结构。但是拉曼散射效应是个非常弱的过程，要对表面吸附物种进行拉曼光谱研究几乎都要利用某种增强效应。自从表面増强拉曼效应被人们发现之后，金属纳米颗粒就作为一类SERS基底被广泛的研究，悬浮液中的金属纳米颗粒是SERS基底的最重要的材料之一，然而溶液中的纳米颗粒聚集会带来重复性差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种食品中新红的快速检测方法。该方法直接采用自制的表面具有多孔纳米银结构的表面增强拉曼基底对目标物新红进行萃取和原位表面增强拉曼检测。该方法操作简单、快速、准确，便于携带、存放，可用于现场快速监测。本专利技术所采用的技术方案为：一种食品中新红的快速检测方法，其特征是，包括以下步骤：(1)样品制备：待测样品经超声提取、阴离子固相萃取小柱净化处理，提取物用水溶解后经微孔膜过滤，得到待测液；(2)表面增强拉曼基底的制备：将银丝依次浸入有机溶剂、超纯水、酸溶液中进行表面处理；以经表面处理的银丝为工作电极，采用电化学池在-0.2V～0.2V电位范围内进行电化学反应使银丝表面生成均一多孔纳米银，即得到具有均一多孔纳米银结构的表面增强拉曼银丝基底；(3)测试：将表面增强拉曼银丝基底浸入待测液中静置萃取，然后置于载体上进行表面增强拉曼光谱测试；(4)定性：经表面增强拉曼光谱测试，与新红的标准拉曼光谱数据对比，当507，626，1113，1220，1280，1371，1492，1592cm-1处存在明显的新红特征拉曼峰时，则样品中含有新红；(5)定量：以1592cm-1处的特征拉曼峰作为定量峰，根据新红的拉曼光谱信号的响应强度与含量的线性比例关系得到标准曲线方程，从而对样品中的新红进行快速定量检测。本专利技术步骤(1)中超声提取为：将样品置于离心管中，加入超纯水，于50-70℃水浴超声提取10-30min，于离心机中4000r/min离心5-15min，移取上清液用柠檬酸水溶液调试pH值至3-6，得待净化溶液用于固相萃取。上述样品根据实际使用过程中的形态，一般可以分为固体样品和饮料，对于不同的制品在超声提取前需要经过一定的预处理步骤，具体如下：a、待测样品为固体：先粉碎、搅拌均匀；b、待测样品为饮料：含二氧化碳的样品需超声除去二氧化碳，含果肉的样品需摇匀。所述步骤(1)的阴离子固相萃取小柱净化处理为：a、固相萃取小柱的组装：取40-60μm阴离子交换填料，填充于底端为聚乙烯筛板的聚丙烯小柱内，填料上端再以聚乙烯筛板固定；所述的阴离子交换填料为选自丙基乙二胺(PSA)、聚酰胺(PA)、多胺化聚苯乙烯二乙烯苯共聚物(PWAX)填料中的至少一种；b、柱活化：将上述固相萃取小柱依次用pH值6-7的水、甲醇活化；c、加样淋洗：转移上述待净化液至固相萃取小柱，依次用pH值3-6的水、甲醇淋洗SPE柱；d、洗脱：低真空吹干SPE柱，用氨化甲醇洗脱待分析成分并接收，收集液于50℃氮气吹干，用水定容，涡流混合后过0.22μm滤膜，供SERS分析。本专利技术步骤(2)的银丝直径为0.3-1mm，长度为1-8cm。本专利技术步骤(2)的有机溶剂为丙酮、正己烷或乙醇中的一种或几种。本专利技术步骤(2)的酸溶液为0.1M硝酸或盐酸。本专利技术步骤(2)的电化学池为三电极，银丝为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，钛桶电极为辅助电极。优选自制的三电极电化学池。本专利技术包含有上述三电极电化学池的电化学制备装置，包括铁架台、电化学池和与电化学池相连的电化学工作站，电化学池包括参比电极、辅助电极、工作电极、玻璃容器；其特征是，还包括用于固定电极的固定支架；在所述的铁架台上设置有用于控制工作电极在电化学池里的深度的升降机构；升降机构包括齿轮、微型电机、控制器、升降杆、设置在升降杆上的高度传感器、夹持架、操作屏；在升降杆上均匀设置有凹槽；所述的控制器的控制端与微型电机相连，微型电机的转轴与齿轮相连，齿轮的齿牙与升降杆的凹槽相啮合；夹持架与升降杆相固定；操作屏固定在铁架台上，高度传感器和操作屏分别与控制器相连；所述的辅助电极为钛制成的筒壁状电极，筒壁状电极与电化学池的玻璃容器的内壁紧密结合；在筒壁状电极的顶部边缘延伸出一把手(钛制)，所述的把手与电化学工作站电连接。进一步地，所述的控制器包括STC11F60XE单片机。进一步地，在工作电极的顶部夹有一导电夹，导电夹通过铜丝与电化学工作站相连。进一步地，所述的固定支架和夹持架采用绝缘材料。优选的，所述步骤(2)表面增强拉曼基底的制备：将直径为0.3-1.0mm的银丝裁剪成1-8cm，依次浸入丙酮、乙醇、超纯水、0.1M硝酸中进行表面处理，最后超纯水清洗、干燥备用；电化学实验采用自制的三电极电化学工作池，银丝为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，大面积钛桶电极为辅助电极，0.1M盐酸为电解液、在-0.2V～0.2V电位范围内以5-100mV/s的速度进行10-20次电化学反应，制备具有均一多孔纳米银结构的表面增强拉曼银丝基底，制备好的银丝清洗、干燥备用；所述步骤(3)萃取时间为1-5分钟。所述的载体为玻璃片或钛片。所述的仪器参数条件如下：拉曼光谱仪发射激光波长为785nm，固定激光功率为100-200mW，扫描范围2000～300cm-1，积分时间为2-10s，每个点扫描5次取平均值。所述步骤(4)标准拉曼光谱为：用GaussianW03程序理论计算、辅助标准样品拉曼测试两种手段获取新红的标准拉曼光谱。本专利技术采用电化学粗糙法，将银丝电极放置在电解质溶液中并施加一定的电化学信号，使银丝电极表面发生氧化还原反应，进而让银丝电极表面生成多孔纳米银，通过纳米颗粒均匀分布在银丝上，克服了溶液中的纳米颗粒聚集会带来重复性差的问题。同时本专利技术的辅助电极为钛制筒壁状结构，与玻璃容器内壁紧密贴合，且带一把手与电化学工作站电连接，可保证金属电极表面的横向、径向均匀腐蚀，克服了传统的辅助电极难以保证表面增强拉曼金属基底轴向和径向反应的均匀性。本专利技术通过升降机构自动控制工作电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种食品中新红的快速检测方法，其特征是，包括以下步骤：(1)样品制备：待测样品经超声提取、阴离子固相萃取小柱净化处理，提取物用水溶解后经微孔膜过滤，得到待测液；(2)表面增强拉曼基底的制备：将银丝依次浸入有机溶剂、水、酸溶液中进行表面处理；以经表面处理的银丝为工作电极，采用电化学池在‑0.2V～0.2V电位范围内进行电化学反应使银丝表面生成均一多孔纳米银，即得到具有均一多孔纳米银结构的表面增强拉曼银丝基底；(3)测试：将表面增强拉曼银丝基底浸入待测液中静置萃取，然后置于载体上进行表面增强拉曼光谱测试；(4)定性：经表面增强拉曼光谱测试，与新红的标准拉曼光谱数据对比，当507，626，1113，1220，1280，1371，1492，1592cm

【技术特征摘要】
1.一种食品中新红的快速检测方法，其特征是，包括以下步骤：(1)样品制备：待测样品经超声提取、阴离子固相萃取小柱净化处理，提取物用水溶解后经微孔膜过滤，得到待测液；(2)表面增强拉曼基底的制备：将银丝依次浸入有机溶剂、水、酸溶液中进行表面处理；以经表面处理的银丝为工作电极，采用电化学池在-0.2V～0.2V电位范围内进行电化学反应使银丝表面生成均一多孔纳米银，即得到具有均一多孔纳米银结构的表面增强拉曼银丝基底；(3)测试：将表面增强拉曼银丝基底浸入待测液中静置萃取，然后置于载体上进行表面增强拉曼光谱测试；(4)定性：经表面增强拉曼光谱测试，与新红的标准拉曼光谱数据对比，当507，626，1113，1220，1280，1371，1492，1592cm-1处存在明显的新红特征拉曼峰时，则样品中含有新红；(5)定量：以1592cm-1处的特征拉曼峰作为定量峰，根据新红的拉曼光谱信号的响应强度与含量的线性比例关系得到标准曲线方程，从而对样品中的新红进行定量检测。2.如权利要求1所述的一种食品中新红的快速检测方法，其特征是，所述步骤(2)的电化学池为三电极，银丝为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，钛桶电极为辅助电极。3.如权利要求2所述的一种食品中新红的快速检测方法，其特征是，包含有上述三电极电化学池的电化学制备装置，它包括铁架台、电化学池和与电化学池相连的电化学工作站，电化学池包括参比电极、辅助电极、工作电极、玻璃容器，还包括用于固定电极的固定支架；在所述的铁架台上设置有用于控制工作电极在电化学池里的深度的升降机构；所述的辅助电极为钛制成的筒壁状电极，筒壁状电极与电化学池的玻璃容器的内壁紧密结合；在筒壁状电极的顶部边缘延伸出一把手，所述的把手与电化学工作站电连接。4.如权利要求3所述的一种食品中新红的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乐，郑新华，陈晞，王雪松，
申请(专利权)人：济南出入境检验检疫局检验检疫技术中心，
类型：发明
国别省市：山东,37