一種基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的快速檢測方法，包括以下步驟：將待檢測油炸食品弄碎并置于去離子水中，回流攪拌1-4h，過濾，得濾液；利用同軸探針法測定濾液的介電特性值，繪制3×108～1010Hz頻率條件下濾液的介質色散曲線ε′(ω)和介質吸收曲線ε″(ω)；判別食材中是否含有鋁離子；繪制濾液損耗總和差分曲線，根據介電特性和明礬添加劑之間的相關方程式N=0.1514Δε″0.425GHz計算得到明礬添加劑的含量；其中，N為明礬添加劑的含量，Δε″0.425GHz為0.425GHz頻率處濾液差分介質吸收強度。本發明檢測時間短，方法簡單易操作，在檢測油炸食品中明礬添加劑的含量方面有廣泛的應用前景。
【專利說明】—種基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種快速檢測食品中明礬添加劑的方法，尤其是基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的快速檢測方法。
【背景技術】
[0002]油條是中國傳統早點之一，外酥內松、色澤金黃，是老少皆宜、婦幼喜食的廣受中國人喜愛的獨特食品。油條的工藝過程中需要加入明礬，當人食用明礬后，含有的鋁絕大部分通過腎臟等器官排泄出去，只有1%~2%被吸收并儲留在人的肺、骨骼、肝、腦、睪丸等處。當所攝入的鋁量過多時往往會增加腎的負擔，將引起腎功能失調、腎衰竭和尿毒癥等。
[0003]目前，鋁的檢測方法有傳統的滴定法、分光光度法等，精密度更高的有石墨爐原子吸收光度法、電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP-AES)及ICP-質譜法(ICP-MS)、熒光分析法以及極譜法等。這些方法存在的主要問題有:價格昂貴、操作復雜；操作過程中涉及高溫、強酸或者微波消解等，這些無形中增加了實驗的復雜度和危險性，且回收率低。而精密度和準確度好的方法則需要繁瑣的樣品前處理工藝，費時費力，不利于普及。從一般性的檢測擴展到快速、高靈敏度、無損、綠色是未來檢測技術發展的方向。方便、簡單、低成本、多指標的檢測方法開發前景廣闊，其應用范圍廣泛，能夠便于消費群體的實時監控和檢測。
[0004]利用食品的介電特性對食品進行無損檢測在理論上和實際應用方面都具有可行性。利用食品介電特性對產品品質檢測是食品物性學研究的重點之一，產品品質的變化可以客觀地評價加工工藝的優劣，準確地判斷加工過程的終點。介電特性法因其高效、可靠及簡便的特點，可以實現高質量的農產品內部品質綜合指標的檢測及分級技術，提升農業自動化的進程，在農產品的 成熟度監控、分級包裝、貯藏保鮮中的應用前景十分廣泛。利用農產品的介電特性進行快速無損檢測其品質的研究始于20世紀60年代。發展至今已擴展到水果、蔬菜的成熟度、損傷的快速檢測，谷物、大豆、種子的水分測定，飲料、啤酒、乳制品的細菌檢測和保存期、安全期的控制等方面。介電特性還用來提供水產品的加工處理基礎數據。雖然，介電特性廣泛應用于水果、蔬菜、蛋類、豆類、油脂類和部分水產魚類中，但還沒有對于油炸食品，尤其是油條中明礬添加劑介電特性的相關報道。
【發明內容】
[0005]為了克服已有的檢測方式簡單精密度卻不高、精密但費時費力、過程復雜的不足，本發明提供一種基于介電特性的快速檢測油炸食品中明礬添加劑的方法，以快速簡單、精密度高，能夠較為準確、方便的檢測油炸食品中鋁的含量，從而便于判斷食材是否符合衛生標準。
[0006]本發明采取的技術方案為:
[0007]食材具有極化特性，選取可能發生取向極化和原子極化的3 X IO8~IOiciHz頻率區域，考察不同濃度的明礬、小蘇打及其混合水溶液的介質色散曲線e' (?)和介質吸收曲線e " (CO);揭示其規律性和特征，提出測定油炸食品中明礬添加劑含量的差分介電頻譜新技術，具體如下:
[0008]一種基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的快速檢測方法，包括以下步驟:
[0009](I)將待檢測油炸食品弄碎并置于去離子水中，回流攪拌l_4h，過濾，得濾液；
[0010](2)利用同軸探針法測定濾液的介電特性值，繪制3X IO8~IOiciHz頻率條件下濾液的介質色散曲線e ' (?)和介質吸收曲線e " (co);判別食材中是否含有鋁離子；
[0011](3)繪制濾液損耗總和差分曲線，根據介電特性和明礬添加劑之間的相關方程式N=0.1514A e " a 425(；Hz計算得到明礬添加劑的含量；其中，N為明礬添加劑的含量，
△￡ 0.425GHz
為0.425GHz頻率處濾液差分介質吸收強度。
[0012]步驟(1)待檢測油炸食品與去離子水質量比為1:100。
[0013]所述明帆添加劑包括明帆和小蘇打。
[0014]本發明的原理在于:采用同軸探針法測定食材濾液的介電特性，通過在指定特定頻率下確定明礬原子極化引起的諧振型特征后，以頻譜的方式判別食材中是否含有鋁離子，并建立介質的吸收強度與明礬濃度的對應關系。因為差分介電損耗總和與漏導損耗總和曲線在寬頻下恒定，判斷最佳檢測頻率，并建立此頻率下明礬與小蘇打混合液差分介電吸收強度e " (?)與混合液濃度的關系。最后，本發明用原子吸收光譜法進行鋁含量的測定及相關性的驗證。
[0015]運用本發明的技術可有效，方便的檢測樣品中是否含有鋁原子以及對應的鋁的含量:本發明能夠在短時間內(lh_4h)快速檢測油炸食品中明礬添加劑的含量，并且所使用的方法簡單易操作，避免了傳統的明礬檢測方法需要多種化學試劑、多步操作，檢測過程繁瑣的缺點。本發明在檢測油炸食品中明礬添加劑的含量方面有廣泛的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為明礬水溶液的介質色散曲線e ' (co)和介質吸收曲線e " (co)圖譜，其中字母a-1分別代表:
[0017]a=0.1020g/L-water ；b=0.2010g/L-water ；c=0.3018g/L-water ；
[0018]d=0.4026g/L~water ；e=0.5030g/L-water ；f=0.6002g/L-water ；
[0019]g=0.7016g/L-water ；h=0.8002g/L-water ；i=0.9000g/L-water。
[0020]圖2為不同濃度混合溶液損耗總和差分曲線圖譜，其中字母a_h分別代表:
[0021]a=0.700g/L ；b=0.900g/L ；c=l.0OOg/L ；
[0022]d=2.0OOg/L ；e=3.0OOg/L ；f=5.0OOg/L ；
[0023]g=7.0OOg/L ；h=9.000g/L。
[0024]圖3為不同濃度混合溶液在0.425GHz頻點處損耗總和。該頻點的介質損耗總和CO ? e " (CO)與明礬濃度N基本成線性關系；考慮到沒溶質(N=O)時，溶質的介質差分吸收A e " (?)=0，可得明礬濃度與0.425GHz頻點處介質差分吸收的關系為N=0.1514 A e " 0.425GHz。
【具體實施方式】
[0025]下面以具體實施例結合附圖進一步說明本發明的原理。
[0026]實施例:[0027]采用市售油條生產配方:面粉按100%計時，需添加小蘇打2~3%，明礬2~3%，水40~60%。為明確顯示明礬、小蘇打的介電特征頻譜，本發明以明礬和小蘇打分別加入面團中制成油條，后將兩者混合進行驗證。
[0028]三種自制油條的制備方法:只含明礬油條，面、水以及明礬質量比為面:水:明礬=100:40:2 ;只含小蘇打油條，面、水以及小蘇打質量比為面:水:小蘇打=100:40:2 ；含有明礬與小蘇打混合液油條，面、水以及明礬和小蘇打質量比為面:水:明礬:小蘇打=100:40:2:2。
[0029]將制作的油條樣品分別取l_5g剪碎并置于去離子水中，回流攪拌l_4h，過濾，得濾液；
[0030] 利用同軸探針法測定濾液的介電色散曲線和介電吸收曲線，繪制3X108~IOltlHz頻率條件下不同濃度明礬、小蘇打及其混合水溶液的介質色散曲線e ' (?)和介質吸收曲線e " (?);明礬水溶液的介質色散曲線e ' (W)和介質吸收曲線e " (W)如圖1所示。圖中X軸為測定明礬水溶液介電特性的頻率范圍，y軸分別為介電特性的兩個標準指標即介電常數e , (?)和介電損失率e " (?)。該圖反應了明礬水溶液在去除水介電特性后的明礬本身的介電特性值，由圖可知，明礬介電特性出現了幾個很明顯的特征峰。小蘇打與明礬、小蘇打混合液的介電圖譜類似。
[0031]在IGHz頻率附近不同濃度的明礬水溶液均出現原子極化引起的諧振型特征頻譜。其中e , (?)頻譜特征更明顯，更適合用于指認和判斷明礬的存在；e " (co)頻譜隨明礬濃度N增大而增強，適合建立e " (co)頻譜強度與明礬濃度N的對應關系；
[0032]小蘇打相關的諧振型頻譜大部分出現在較高的頻域。進一步考察按油條制作合適的明礬和小蘇打1:1質量比的混合水溶液的介電頻譜表明，e , (?)頻譜中明礬的多數特征依然存在，仍可用于判斷明礬的存在；e " (?)頻譜強度也依然與明礬和小蘇打濃度N存在單一的對應關系，適合于定量推算出濃度N ;
[0033]根據明礬和小蘇打混合水溶液中存在載流子遷移的特點，本發明提出采用介質差分損耗總和曲線《 ? e " (?)表征明礬濃度N的新技術。圖2為不同濃度混合溶液損耗總和差分曲線。由圖可見，在較低頻域，損耗總和《 ? e " (?)隨著明礬和小蘇打濃度增大而增大，相對于明礬和小蘇打，介質損耗總和《 ? e " (?)在較寬頻域更加均勻，且隨小蘇打濃度增大而單調增強。可以建立其與明礬濃度的對應關系。
[0034]本發明同時獲得了在較寬頻域恒定的Co ? e " (co)譜，指出0.425GHz頻率附近可避免明礬諧振型頻譜影響，損耗總和更加穩定。依此建立明礬和小蘇打濃度N與
0.425GHz頻率處混合水溶液差分介質吸收A e " (co)強度的定量對應關系，關系式為N=0.1514 A e " 0.425GHz，如圖 3 所示。
[0035]利用石墨爐原子吸收的方法檢測濾液中鋁離子含量，繼而推算出浸出的水溶液中的明礬含量，同時檢測所制備油條中明礬含量，用以驗證。
[0036]以石墨爐原子吸收的方法驗證介質色散曲線和介質吸收曲線與油條中明礬添加劑含量的相關方程式N=0.1514 A e " 0 425GHz的可靠性，相對誤差為2.3%。
【權利要求】
1.一種基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的快速檢測方法，其特征在于，包括以下步驟； (1)將待檢測油炸食品弄碎并置于去離子水中，回流攪拌l_4h，過濾，得濾液； (2)利用同軸探針法測定濾液的介電特性值，繪制3XIO8~IO9Hz頻率條件下濾液的介質色散曲線e , (?)和介質吸收曲線e " (co)； (3)繪制濾液損耗總和差分曲線，根據介電特性和明礬添加劑之間的相關方程式N=0.1514A e " a 425(；Hz計算得到明礬添加劑的含量；其中，N為明礬添加劑的含量，△￡ 0.425GHz
為0.425GHz頻率處濾液差分介質吸收強度。
2.如權利要求1所述的基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的快速檢測方法，其特征在于，步驟(1)待檢測食品與去離子水質量比為1:100。
3.如權利要求1所述的基于介電特性的油炸食品中明礬添加劑的快速檢測方法，其特征在于，所述明礬添加劑包括明礬和小蘇打。
4.權利要求1所述的方法用于其它食品中明礬添加劑的檢測。
【文檔編號】G01N22/00GK103487446SQ201310446668
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】金銀哲, 陸建鋒, 康聞宇, 程裕東 申請人:上海海洋大學