CN101398388B - 乳及溶液中淀粉检测试纸的制备及淀粉的检测方法 - Google Patents

Abstract

乳及溶液中淀粉检测试纸的制备及淀粉的检测方法，首先配制含有碱、碘化物及氧化剂的水溶液，充分溶解混匀，即成稳定的试纸碘原液，将试纸碘原液通过涂敷、印刷或浸泡的方式均匀固定在载体上并干燥即得检测试纸。取待检液与显示剂一起滴加在试纸上，待检液中若含有糊精、淀粉类物质，检测试纸则会变色为紫红色至深蓝色，否则为淡黄棕色至无色。与比色卡配合使用，即可进行淀粉类物质的定性或半定量检测。显色剂为独立装瓶的0.05-1mol/L的酸类物质。本发明与传统的淀粉检测方法相比，满足简单、快速、便携的要求，同时试剂保存期大大延长。

Description

乳及溶液中淀粉检测试纸的制备及淀粉的检测方法

技术领域

本发明涉及食品安全监测中淀粉的快速定性或半定量检测，具体涉及一种乳及溶液中淀粉检测试纸的制备及淀粉的检测方法。

现有技术

淀粉检测是食品安全与质量监管部门的常见项目。实验室检测中最传统的简单快速的方法是碘显色法，其原理是碘遇直链淀粉显深蓝色，遇支链淀粉为紫红色，遇糊精为紫蓝色。

碘显色法进行淀粉检测中的碘液由碘单质和过量的碘化钾溶于蒸馏水配制而成。但因碘单质很容易升华，因此配制好的碘液，即便是谨慎保存，在不多时间后也会有碘单质大量渗漏，不仅整个试剂瓶本身到处粘有碘固体，也会污染其周围的试剂和物品，同时导致碘液试剂中的碘单质浓度大幅降低，造成极大浪费。因此相关实验室在检测时需新鲜配制试剂，十分不便。

近期有人用将碘液直接制备成试制，即淀粉和糊精检测试纸(吴敏张杰等，牛乳中淀粉掺假快速检测试纸的研制，乳业科学与技术，2008，(1)：18-20；吴敏王威等，牛乳中糊精掺假快速检测试纸的研制，食品工业，2007，(5)：54-56)，期望能形成简单快速的检测试纸。但仅仅从理论上推测，该思路就是不可行的。因为如上述，淀粉检测的碘液尚且因碘的升华难以保存，制备成试纸后就相当于变回为碘单质和碘化钾的固体试剂，碘就更容易升华而失却试剂有效成分，因此直接用碘液制备试纸是不可行的。我们重复了该实验，发现用碘液新鲜制备的淡黄色的碘试纸，因碘的蒸发竟在几小时之内就变为无色。有效检测最多只能保持2-3日。上述两篇论文也提及“如果将试纸放于空气中，试纸4天之后检测灵敏度降低”可见此方法并不是适用的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的试剂难以保存和造成污染及浪费的缺点，提供一种便携、简单、快速定性或半定量检测乳及溶液中淀粉的检测试纸的制备及淀粉的检测方法。

为达到上述目的，本发明淀粉检测试纸的制备方法为：

1)首先配制含有碱、碘化物及氧化剂的水溶液，该水溶液中含有2-50mmol/L的OH^-，30-500mmol/L的碘离子和1/15碘离子摩尔浓度的氧化剂，充分溶解混匀，即成稳定的试纸碘原液，所说的试纸碘原液中的氧化剂是在空气中稳定存在、不与载体发生反应、水溶性良好、可在酸性条件下氧化碘离子I^-为碘单质I₂的碘酸盐、溴酸盐或重铬酸盐；

2)将试纸碘原液通过涂敷、印刷或浸泡的方式均匀固定在载体上并干燥即得检测试纸，所说的载体为不与试纸碘原液发生化学反应的可吸水性固相材料中的定性滤纸、定量滤纸或层析滤纸。

所说的试纸碘原液中的碱为能解离出氢氧根的NaOH或KOH。

所说的试纸碘原液中的碘化物为能解离出碘离子的NaI或KI。

乳及溶液中淀粉的检测方法，其特征在于：

1)给含有碱、碘化物及氧化剂的检测试纸上滴加一滴待检液，再加一滴显色剂；或者先加一滴显色剂，再滴加一滴待检液；或者滴加1-2滴待检液和显色剂的等体积预混液，所说的显色剂为在水溶液中可以稳定存在的，不与氧化剂发生氧化还原反应的浓度为0.05-1mol/L的硫酸、醋酸、甲酸、乳酸、草酸或柠檬酸；所说的氧化剂是在空气中稳定存在、不与载体发生反应、水溶性良好、可在酸性条件下氧化碘离子I^-为碘单质I₂的碘酸盐、溴酸盐或重铬酸盐；

2)待检液中若含有直链淀粉，检测试纸则变色成蓝色；若含有支链淀粉，检测试纸则变色成紫红色；若含有糊精，检测试纸则变色成为紫蓝色，颜色深度与淀粉或糊精含量呈正相关，根据颜色深浅，与淀粉标准比色卡或糊精标准比色卡对比进行糊精的定性或半定量测定；所述比色卡是检测试纸在标准浓度的淀粉或糊精溶液中形成的颜色呈现梯度变化的一组彩色图片。

由于本发明利用碘离子和其氧化剂在碱性条件下稳定存在的特性将其制备成试纸，在使用时通过酸化反应，使碘离子被氧化剂氧化而生成碘单质的方法来替代传统的碘液配制，相当于传统碘液现用现配的良好效果，从而解决了长期以来碘液的贮存困难和造成的污染与浪费。

附图说明

图1是碘酸钾-硫酸体系对模拟直链淀粉水溶液检测结果的照片；

图2是碘酸钾-醋酸体系对模拟直链淀粉掺假乳液检测结果的照片；

图3是溴酸钾-草酸体系对模拟糊精水溶液检测结果的照片；

图4是溴酸钾-甲酸体系对模拟糊精掺假乳液检测结果的照片；

图5是重铬酸钠-硫酸体系对模拟直链淀粉水溶液检测结果的照片；

图6是重铬酸钠-草酸体系对模拟直链淀粉掺假乳液检测结果的照片；

图7是重铬酸钠-柠檬酸体系对模拟糊精水溶液检测结果的照片；

图8是重铬酸钠-醋酸体系对模拟糊精掺假乳液检测结果的照片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

一、检测试纸和显色剂的制备：

实施例1：将NaOH、KIO₃和KI配制成混合水溶液，使混合水溶液中含2mmol/L的NaOH，2mmol/L的KIO₃和30mmol/L的KI，充分溶解混匀，得到试纸碘原液；将试纸碘原液通过涂敷、印刷或浸泡的方式均匀固定在不与试纸碘原液发生化学反应的可吸水性固相材料定量滤纸、定性滤纸或层析滤纸上并干燥即得检测试纸。显色剂为0.05mol/L的硫酸。

实施例2：本实施例的试纸碘原液含5mmol/L的NaOH，2mmol/L的KBrO₃和30mmol/L的KI，其它同实施例1。显色剂为0.05mol/L的硫酸。

实施例3：本实施例的试纸碘原液含10mmol/L的NaOH，2mmol/L的NaCr₂O₇和30mmol/L的KI，其它同实施例1。显色剂为0.1mol/L的醋酸。

实施例4：本实施例的试纸碘原液含20mmol/L的KOH，5mmol/L的NaIO₃和75mmol/L的NaI，其它同实施例1。显色剂为0.4mol/L的甲酸。

实施例5：本实施例的试纸碘原液含30mmol/L的KOH，5mmol/L的NaBrO₃和75mmol/L的NaI，其它同实施例1。显色剂为0.5mol/L的草酸。

实施例6：本实施例的试纸碘原液含40mmol/L的KOH，5mmol/L的KCr₂O₇和75mmol/L的I，其它同实施例1。显色剂为1mol/L的乳酸。

实施例7：本实施例的试纸碘原液含50mmol/L的NaOH，33.3mmol/L的KCr₂O₇和500mmol/L的KI，其它同实施例1。显色剂为1mol/L的柠檬酸。

二、比色卡的制作

分别用检测试纸检测新鲜合格牛乳配制的和自来水配制的标准浓度的淀粉溶液或糊精溶液，记录下检测所形成的颜色呈现梯度变化的彩色照片，分别作为乳制品中淀粉或糊精检测和一般水溶液中淀粉或糊精检测的比色卡。

三、乳及溶液中淀粉的检测方法

在现场检测时，若待检物为溶液则按照下面步骤直接检测；若待检物为固体或半固体(如奶粉、蜂蜜等)时，则将固体或半固体待检物配成溶液后再按下面步骤检测。

检测方法有3种，不同的试剂加入方法，不影响检测结果。

检测方法一

1)给检测试纸上滴一滴待检液使其吸水浸润；

2)给浸润的试纸上滴加一滴显色剂；

3)观察：待检液中若含有淀粉，就会使试纸变色成为蓝色(直链淀粉)或者紫红色(支链淀粉)，颜色深度与淀粉含量正相关，与淀粉比色卡对比，便可得知溶液中淀粉浓度范围。待检液中若含有糊精，检测试纸则变色成为紫蓝色，颜色深度与糊精含量呈正相关，根据颜色深浅，与糊精标准比色卡对比便可进行糊精的定性或半定量测定；

检测方法二：

1)取检测试纸，在其上滴加显色剂一滴使其浸润；

2)再滴加待检液一滴在浸润有显色剂的试纸上；

3)观察：同检测方法一。

检测方法三：

1)取待检液体与显色剂等体积混合成为预混液。

2)给检测试纸上滴加预混液1-2滴；

3)观察：同检测方法一。

本发明涉及的化学原理：

碘单质与碘离子的复合物(I3^-)遇直链淀粉为深蓝色，支链淀粉为紫红色，糊精为紫蓝色。碘化物(如碘化钾、碘化钠等)与其氧化剂(如碘酸盐、溴酸盐、重铬酸盐等)在碱性介质中是稳定的，但在酸性介质中会发生氧化还原反应生成碘单质，碘单质进而与过量的碘离子形成复合物I3^-，遇淀粉类物质显色。反应方程式如下：

IO₃ ^-+5I^-+6H⁺＝3I₂+3H₂O

BrO₃ ^-+6I^-+6H⁺＝3I₂+Br^-+3H₂O

Cr₂O₇ ^2-+6I^-+14H⁺＝3I₂+2Cr³⁺+7H₂O；

I₂+I^-＝I₃ ^-，I₃ ^-与淀粉类物质形成有色配合物。

本发明对传统碘试剂进行了改造，取得了试剂长期保存和节约效果，避免了传统碘液升华难保存、浪费试剂和污染周围环境的弊端。发明人在2008年9月对2006年7月制备的检测试纸进行了测试，试验结果证明其仍然有效。因此，该试剂的保存期至少为2年。

在现场检测时，只需将微量待检液和显色剂一同加在检测试纸上(顺序、倒序或者混合后加入均可)，若待检液中含有淀粉类物质，就会发生显色反应，检测下线附近的颜色深度跟其含量正相关，因此可以实现淀粉类物质的定性和半定量测定。淀粉显色反应瞬间进行，糊精显色10-30秒。这样在保留了传统碘试剂检测淀粉优点的同时，使检测变得直观简单快速，微量环保节约，同时检测手段达到简单快速便携的要求。

发明人分别用新鲜牛乳和自来水配制了不同标准浓度的直链淀粉溶液和糊精溶液，用本发明检测试纸对其进行了检测，并将结果拍摄照片，报告如下：

实例1

1.配制含有不同标准浓度的淀粉水溶液，待检。

2.使用含有碘化钾、碘酸钾和氢氧化钠的检测试纸，0.05mol/L稀硫酸做显色剂进行检测。在试纸上分别滴加显色剂一滴，再分别加上一滴不同浓度的淀粉水溶液，观察。不同浓度淀粉水溶液于瞬间呈现出不同深度的蓝色，显色结果如图1所示，图中数字代表为淀粉浓度(g/100mL)，余同。

实例2

1.购买品牌纯牛乳，配制含有不同标准浓度的淀粉掺假乳，待检。

2.使用含有碘化钾、碘酸钾和氢氧化钠的检测试纸，0.1mol/L醋酸做显色剂进行检测。在试纸上分别滴加显色剂一滴，再分别加上一滴不同浓度的淀粉掺假牛乳，观察。不同浓度淀粉掺假牛乳在瞬间呈现出不同深度的蓝色，显色结果如图2所示。

实例3

1.配制含有不同浓度糊精的水溶液，待检。

2.使用含有碘化钾、溴酸钠和氢氧化钾的检测试纸，0.5mol/L草酸做显色剂进行检测。在试纸上分别滴加显色剂和不同浓度糊精水溶液一滴，观察，在10秒钟至30秒钟之内，不同浓度糊精水溶液呈现出不同深度的紫蓝色，显色结果如图3所示。

实例4

1.购买品牌纯牛乳，配制含有不同浓度的糊精掺假乳，待检。

2.使用含有碘化钾、溴酸钾和氢氧化钠的检测试纸，1mol/L甲酸做显色剂进行检测。在试纸上分别滴加显色剂和不同浓度糊精掺假乳一滴，观察，在10秒钟至30秒钟之内，不同浓度糊精掺假乳呈现出不同深度的紫蓝色，显色结果如图4所示。

实例5-8：分别类似实例1-4，只是检测试纸的制备中采用重铬酸钠作为氧化剂，分别以0.2mol/L的硫酸、1mol/L的草酸、柠檬酸和醋酸做显色剂，检测结果分别如图5、图6、图7和图8。

本发明与传统的淀粉检测方法相比具有以下特点：

1、方便、快速、便携

本发明检测时只需要试纸和显色剂，体积小方便携带；显色剂使用时可像滴眼药水一样挤出一滴，便可替代实验室操作的复杂定量器材；检出结果迅速快捷，对于淀粉检测瞬间显色，对于糊精检测10-30秒之内显色，颜色对比明显，便于区别阴性或阳性结果，使用方便。满足市场对其“简单、快速、便携”要求。

2、解决了传统试剂保存困难且造成污染和浪费的问题

与传统的淀粉碘液检测法相比，本发明在保持其反应敏感和显色对比明显等优点外，一方面通过分别制备试纸和显色剂，使得试剂的存放期延长并消除碘污染。在2008年9月，我们对2006年7月制作的淀粉检测试纸进行了测试，发现避光保存的试纸依然是有效的，说明该试纸保存期不少于2年。从而使该检测方法能走出实验室发挥更为广泛的作用。另一方面，本发明检测为微量操作，检测消耗试剂极少，比常规实验室操作降低2-3个数量级，大大降低成本和无污染；

3、敏感性好。对遮盖性强，显色不敏感的掺假牛乳检测，淀粉检出最低浓度不高于0.05g/100mL，糊精检出最低浓度不高于0.25g/100mL。对透明度好的水溶液，淀粉检出低限不高于0.02mg/100mL，糊精检出低限不高于0.05g/100mL。

4、应用面宽。凡含有淀粉的物质均可以此法检出。可以提供给食品安全监管部门用于违规食品的快速筛查；也可以推广进家庭，满足人们对劣质食品的自行检测；或其它行业用于淀粉的定性或半定量检测。

Claims (4)

1.乳及溶液中淀粉检测试纸的制备方法，其特征在于：

1)首先配制含有碱、碘化物及氧化剂的水溶液，该水溶液中含有2-50mmol/L的OH^-，30-500mmol/L的碘离子和1/15碘离子摩尔浓度的氧化剂，充分溶解混匀，即成稳定的试纸碘原液，所说的试纸碘原液中的氧化剂是在空气中稳定存在、不与载体发生反应、水溶性良好、可在酸性条件下氧化碘离子I^-为碘单质I₂的碘酸盐、溴酸盐或重铬酸盐；

2)将试纸碘原液通过涂敷、印刷或浸泡的方式均匀固定在载体上并干燥即得检测试纸，所说的载体为不与试纸碘原液发生化学反应的可吸水性固相材料中的定性滤纸、定量滤纸或层析滤纸。

2.根据权利要求1所述的乳及溶液中淀粉检测试纸的制备方法，其特征在于：所说的试纸碘原液中的碱为能解离出氢氧根的NaOH或KOH。

3.根据权利要求1所述的乳及溶液中淀粉检测试纸的制备方法，其特征在于：所说的试纸碘原液中的碘化物为能解离出碘离子的NaI或KI。

4.乳及溶液中淀粉的检测方法，其特征在于：

1)给含有碱、碘化物及氧化剂的检测试纸上滴加一滴待检液，再加一滴显色剂；或者先加一滴显色剂，再滴加一滴待检液；或者滴加1-2滴待检液和显色剂的等体积预混液，所说的显色剂为在水溶液中可以稳定存在的，不与氧化剂发生氧化还原反应的浓度为0.05-1mol/L的硫酸、醋酸、甲酸、乳酸、草酸或柠檬酸；所说的氧化剂是在空气中稳定存在、不与载体发生反应、水溶性良好、可在酸性条件下氧化碘离子I^-为碘单质I₂的碘酸盐、溴酸盐或重铬酸盐；

2)待检液中若含有直链淀粉，检测试纸则变色成蓝色；若含有支链淀粉，检测试纸则变色成紫红色；若含有糊精，检测试纸则变色成为紫蓝色，颜色深度与淀粉或糊精含量呈正相关，根据颜色深浅，与淀粉标准比色卡或糊精标准比色卡对比进行糊精的定性或半定量测定；所述比色卡是检测试纸在标准浓度的淀粉或糊精溶液中形成的颜色呈现梯度变化的一组彩色图片。

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