一种用于火锅底料中花椒麻素检测的表面增强拉曼光谱基底材料的制备方法技术

本发明专利技术属于食品快速检测技术领域，涉及一种用于火锅底料中花椒麻素检测的表面增强拉曼光谱基底材料的制备方法；首先制备硅包覆的金属纳米粒子，加入硅烷偶联剂溶液中，于恒温水浴中反应，反应后经离心获得氨基化硅包覆的金属纳米粒子，再与去离子水或缓冲液和戊二醛水溶液混合，经搅拌、离心、干燥后得到纳米材料，与多酚氧化酶溶液混合，经孵育、离心、干燥，得到具有连接酶的SERS基底材料；进一步基于具有连接酶的SERS基底材料可用于火锅底料中花椒麻素的检测；本发明专利技术基底材料制备简单、成本低、检测速度快、结果准确，并且可便携，适用于现场大规模花椒麻素的精准检测，为花椒麻素的智能化分析检测提供技术支持。

【技术实现步骤摘要】
一种用于火锅底料中花椒麻素检测的表面增强拉曼光谱基底材料的制备方法
本专利技术属于食品快速检测
，具体涉及一种用于火锅底料中花椒麻素检测的表面增强拉曼光谱基底材料的制备方法。
技术介绍
火锅是中国传统的特色美食，受到越来越多消费者的青睐。随着餐饮行业的发展，火锅文化作为中国的传统文化正在蓬勃发展，而火锅底料对其发展起到了巨大的推动作用，不仅决定火锅的质量，同时对火锅的口感有着重要影响。火锅底料是一种复合调味品，由植物油或动物油及多种配料炒制而成。花椒作为麻辣火锅底料中的麻味呈味原料，麻味物质的含量直接关系到底料中麻味的强弱及口感。花椒的主要麻味物质是以花椒麻素为代表的链状不饱和脂肪酰胺，主要包括羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、羟基-γ-山椒素、羟基-ε-山椒素等物质。花椒麻素含量的高低是评价火锅底料品质的重要指标之一。目前，检测花椒麻素的方法主要有紫外分光光度法，高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS)，薄层层析法，电化学分析法等。其中，紫外分光光度法和薄层层析法虽然操作简便，检测速度快，但结果准确度较低，不适合火锅底料这类复杂的食品样品；而HPLC-MS法虽能对花椒麻素成分进行准确地定性和定量分析，且精度高、重复性好，但存在仪器昂贵体积大，检测时间长，操作程序繁琐，需要专业的操作人员等缺陷，使该方法难以实现火锅底料生产中的大规模应用。电化学分析法虽然操作简单，准确度高，但无法提供花椒麻素的具体分子结构信息。因此，建立一种既能定性识别花椒麻素成分，又能快速准确地定量花椒麻素的检测方法用于火锅底料的质量监控及品质评价有着重要的现实意义。表面增强拉曼散射光谱(SurfaceEnhancedRamanScattering，SERS)技术是纳米材料与拉曼光谱技术相结合的有效产物，是一种非常有效的表征分子结构信息的工具，具有分析速度快，操作简单，样品前处理简单，灵敏度高等优点，广泛应用于食品农产品领域中的快速检测。贵金属纳米材料由于其独特的局域表面等离子体共振(LSPR)和表面增强拉曼散射特性被广泛应用在SERS基底材料中。但是，单独的贵金属纳米粒子作为SERS基底材料，容易受到干扰且检测的准确性和灵敏度不够。而火锅底料基质成分复杂，干扰物质多。因此，制备一种抗干扰性强、检测信号强度高、灵敏度好、检测结果准确的SERS基底材料，使其在火锅底料这类复杂食品体系检测中既能够有效避免火锅底料中辣椒素、多酚等其他物质的干扰，又能够快速反映花椒麻素的结构信息且准确测量花椒麻素含量成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有检测火锅底料中花椒麻素技术中存在的不足，构造一种抗干扰性强、检测信号强度高、灵敏度好、检测结果准确的SERS基底材料，并实现利用表面增强拉曼光谱技术对火锅底料中花椒麻素的快速定性和准确定量检测的目的。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术手段：本专利技术提供一种用于火锅底料中花椒麻素检测的表面增强拉曼光谱基底材料，具体包括以下步骤：(1)制备金属纳米粒子溶胶，并用碱性溶液调节pH至碱性，然后将硅源溶液分次加入金属纳米粒子溶胶中，混合均匀，置于恒温水浴中反应，反应后经离心获得硅包覆的金属纳米粒子，记为纳米材料A；(2)将步骤(1)制备得到的纳米材料A加入硅烷偶联剂溶液中，混合均匀，恒温水浴中反应，反应后经离心获得氨基化硅包覆的金属纳米粒子，记为纳米材料B；(3)将步骤(2)制备得到的纳米材料B加入去离子水或缓冲液和戊二醛水溶液中混合，得到混合液进行磁力搅拌，然后进行离心，离心后的产物在流动氮气中干燥，得到纳米材料C；最后纳米材料C与多酚氧化酶溶液混合，并在一定温度T下孵育，孵育后进行离心，离心后的产物在流动氮气中干燥，得到最终的具有连接酶的SERS基底材料，记为纳米材料D。进一步地，步骤(1)中，所述金属纳米粒子选自金、银、铜、铂和它们的合金中的至少一种；所述金属纳米粒子的粒径选自10～100nm；所述恒温水浴温度为20～100℃，恒温水浴反应的时间为12～48h。进一步地，步骤(1)中，所述碱性溶液为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、氨水中的任意一种或多种；进一步地，步骤(1)中，所述硅源溶液的体积分数为5％～50％；其中的硅源为正硅酸乙酯、六甲基二硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷中的至少一种；所述硅源溶液的溶剂为无水乙醇、甲醇、乙酸乙酯或环己烷中的至少一种，进一步地，步骤(1)中，所述硅源溶液分2～6次加入金属纳米粒子溶胶。进一步地，步骤(2)中，所述硅烷偶联剂溶液的体积分数为5％～50％；所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷或苯氨基甲基三甲氧基硅烷中的任意一种；所述硅烷偶联剂的溶剂为无水乙醇、甲苯、2-丙醇、环己烷中的任意一种。进一步地，步骤(2)中，所述恒温水浴温度为20～100℃，恒温水浴反应的时间为5～48h。进一步地，步骤(3)中，所述缓冲液为磷酸盐缓冲液、柠檬酸缓冲液、醋酸缓冲液中的任意一种，浓度为0.02～0.2M。进一步地，步骤(3)中，所述纳米材料B、去离子水或缓冲液和戊二醛水溶液的用量比为1g：(20～100)mL：(0.1～2)mL；所述磁力搅拌的时间为2～24h。进一步地，步骤(3)中，所述多酚氧化酶溶液浓度为0.1～10g/L，溶剂为磷酸盐缓冲液、柠檬酸缓冲液或醋酸缓冲液。进一步地，步骤(3)中，所述纳米材料C与多酚氧化酶溶液的用量比为1g：(0.1～20)L；所述温度T为0～60℃；所述孵育的时间为5～48h。进一步地，步骤(2)～(3)中，所述离心条件为：2000～9000rpm，3～30min；基于具有连接酶的SERS基底材料用于火锅底料中花椒麻素检测的用途，具体步骤如下：(1)利用上述方法得到的具有连接酶的SERS基底材料，对不同浓度的花椒麻素标准液进行检测，然后分析花椒麻素标准液的特征拉曼峰，以花椒麻素标准液浓度与其相对应的特征拉曼峰强度值绘制标准曲线；(2)首先制备待测样品溶液，利用上述方法得到的具有连接酶的SERS基底材料，对待测样品溶液中的花椒麻素进行检测，并将检测结果与步骤(1)花椒麻素标准液的特征拉曼峰对比进行定性判断，判断火锅底料中是否含有花椒麻素；然后将检测的特征拉曼峰代入步骤(1)的标准曲线，获得待测样品溶液中的花椒麻素浓度，并进一步计算得到待测样品中的花椒麻素含量。进一步地，步骤(1)的具体操作为：首先制备一系列浓度范围为0-20mg/mL的花椒麻素标准液，然后分别取相同体积的不同浓度的花椒麻素标准液，与具有连接酶的SERS基底材料悬液以1：(0.5～5)体积比混合均匀，在温度20～60℃下静置0～1h；然后使用拉曼光谱仪检测花椒麻素标准液与具有连接酶的SERS基底材料悬液的混合液的拉曼谱图，记录特征拉曼信号峰值，以花椒麻素标准液浓度与其相对应的特征拉曼峰强度值绘制标准曲线；所述具有连接酶的SERS基底材料悬液是具有连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于火锅底料中花椒麻素检测的表面增强拉曼光谱基底材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：/n(1)首先制备硅包覆的金属纳米粒子，记为纳米材料A；/n(2)将步骤(1)制备得到的纳米材料A加入硅烷偶联剂溶液中，混合均匀，恒温水浴中反应，反应后经离心获得氨基化硅包覆的金属纳米粒子，记为纳米材料B；/n(3)将步骤(2)制备得到的纳米材料B加入去离子水或缓冲液和戊二醛水溶液中混合，得到混合液进行磁力搅拌，然后进行离心，离心后的产物在流动氮气中干燥，得到纳米材料C；最后纳米材料C与多酚氧化酶溶液混合，并在一定温度T下孵育，孵育后进行离心，离心后的产物在流动氮气中干燥，得到最终的具有连接酶的SERS基底材料，记为纳米材料D。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于火锅底料中花椒麻素检测的表面增强拉曼光谱基底材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)首先制备硅包覆的金属纳米粒子，记为纳米材料A；
(2)将步骤(1)制备得到的纳米材料A加入硅烷偶联剂溶液中，混合均匀，恒温水浴中反应，反应后经离心获得氨基化硅包覆的金属纳米粒子，记为纳米材料B；
(3)将步骤(2)制备得到的纳米材料B加入去离子水或缓冲液和戊二醛水溶液中混合，得到混合液进行磁力搅拌，然后进行离心，离心后的产物在流动氮气中干燥，得到纳米材料C；最后纳米材料C与多酚氧化酶溶液混合，并在一定温度T下孵育，孵育后进行离心，离心后的产物在流动氮气中干燥，得到最终的具有连接酶的SERS基底材料，记为纳米材料D。


2.根据权利要求1所述的用于火锅底料中花椒麻素检测的表面增强拉曼光谱基底材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硅烷偶联剂溶液的体积分数为5％～50％；所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷或苯氨基甲基三甲氧基硅烷中的任意一种；所述硅烷偶联剂的溶剂为无水乙醇、甲苯、2-丙醇或环己烷中的任意一种。


3.根据权利要求1所述的用于火锅底料中花椒麻素检测的表面增强拉曼光谱基底材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述恒温水浴的温度为20～100℃，恒温水浴反应的时间为5～48h。


4.根据权利要求1所述的用于火锅底料中花椒麻素检测的表面增强拉曼光谱基底材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述纳米材料B、去离子水或缓冲液和戊二醛水溶液的用量比为1g：(20～100)mL：(0.1～2)mL；所述磁力搅拌的时间为2～24h。


5.根据权利要求1所述的用于火锅底料中花椒麻素检测的表面增强拉曼光谱基底材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述多酚氧化酶溶液浓度为0.1～10g/L，溶剂为磷酸盐缓冲液、柠檬酸缓冲液或醋酸缓冲液；所述纳米材料C与多酚氧化酶溶液的用量比为1g：(0.1～20)L；所述温度T为0～60℃；所述孵育的时间为5～48h。


6.根据权利要求1所述的用于火锅底料中花椒麻素检测的表面增强拉曼光谱基底材料的制备方法，步骤(2)～(3)中，所述离心条件为：2000～9000rpm，3～30min。


7.根据权利要求1～6所述的方法制备的基底材料用于火锅底料中花椒麻素检测的用途，其特征在于，具体步骤如下：
(1)利用具有连接酶的SERS基底材料，对不同浓度的花椒麻素标准液进行检测，然后分析花椒麻素标准液的特征拉曼峰，以花椒麻素标准液浓度与其相对应的特征拉曼峰强度值绘制标准曲线；...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹小波，孙晓霞，张迪，赵镭，史波林，石吉勇，范羽珊，刘旭昊，孙悦，魏晓鸥，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32