CN102128862B

CN102128862B - 食品中氧化还原物质的检测方法、检测试片以及检测仪

Info

Publication number: CN102128862B
Application number: CN201010001017.0A
Authority: CN
Inventors: 沈燕元; 林修民; 陈择铭
Original assignee: Eumed Biotechnology Co Ltd
Current assignee: Apex Biotechnology Corp
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2010-01-18
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2030-01-18
Also published as: CN102128862A

Abstract

本发明涉及一种食品中氧化还原物质的检测方法，用以于短时间内得知食物中残留氧化还原物质的定量浓度，本发明以一检测试片与一检测仪达成，包含下列步骤：取备适量食物检体进行前置处理；取备定量前置处理后的食物检体，并将其溶于一缓冲液；将前述溶有待测物的缓冲液与一检测试片的配方层产生氧化还原反应；一检测仪提供一反应电位至该试片的反应电极，进而获得一电气信号；通过该电气信号获知食物检体中待测物的含量；本发明并提出适用上述检测方法的检测试片及检测仪。

Description

食品中氧化还原物质的检测方法、检测试片以及检测仪

技术领域

本发明涉及一种食品中氧化还原物质的检测方法，尤指一种可定量检测食品中，残留氧化还原物质的方法；本发明另外涉及达成上述方法的一检测试片及一检测仪。

背景技术

二氧化硫(sulphur dioxide)与亚硫酸盐(sulphite)是生活中常见的残留食品添加物。其中，二氧化硫是一种还原漂白剂，具漂白、脱色、抗氧化、防腐和消毒等作用，因此常添加于食品中，用以抑制酵母、霉菌以及细菌等微生物的生长，以保存食物。亚硫酸盐类也为常见的食品添加物，由于亚硫酸盐经作用后随即分解成二氧化硫，因此和二氧化硫有相同的添加目的。

除二氧化硫外，食品中常见的亚硫酸盐类添加物包括：亚硫酸钠(Sodium sulfite，Na₂SO₃)、亚硫酸钾(Potassium sulfite，K₂SO₃)、亚硫酸氢钠(Sodium bisulfite，NaHSO₃)、亚硫酸氢钾(Potassiumbisulfite，KHSO₃)、偏重亚硫酸氢钠(Sodium metabisulfite，Na2S₂O₅)、偏重亚硫酸钾(Potassium metabisulfite，K₂S₂O₅)、低亚硫酸钠(Sodium hydrosulfite，Na₂S₂O₄)等。市面上可能含有二氧化硫和亚硫酸盐类残留的食品涵盖广泛，例如：年货、干货中的瓜子、开心果、香菇、金针、竹笙、白木耳等；新鲜食物的竹笋、豆芽、肉品、海鲜；或是各类型的腌制、加工食品，如：水果干、酸菜、糖饴等；甚至是竹筷、竹签等免洗餐具或各式酒类，均可见其存在，因而威胁着消费大众的饮食健康。过量或长期食入二氧化硫会使人体产生不适，轻微者会导致呕吐或肠胃道的不正常反应，影响钙、磷的吸收，严重者甚至造成严重的过敏反应或休克。

根据联合国农粮组织(Food and Agriculture Organization of theUnited Nations，简称FAO)与世界卫生组织(World HealthOrganization，简称WHO)的规定，二氧化硫/亚硫酸盐类每日可允许的摄取量约为0.7mg/Kg，即对60公斤的成人而言，每日的二氧化硫摄取容许量最高为42mg。另一方面，各国对于二氧化硫/亚硫酸盐类的食品残留量也有不同的标准含量规范，因此对食品进行二氧化硫/亚硫酸盐类残留量的定量检测极具意义。

目前针对二氧化硫/亚硫酸盐类的残留检测方法共计有十几种，现列举如下表一。其中，亚硫酸盐残留量的检测分析基本上是将亚硫酸根以二氧化硫的形态释出而定量的。传统的检测方式中，定性上可用试纸法检测，而定量上，大多数的方法均须在实验室由专业人员进行，且需要大型、昂贵的仪器或经过繁杂耗时的步骤，而无法在现场进行快速且定量的筛检。

表一、检测食品中二氧化硫/亚硫酸盐的方法的优缺点比较

方法	优点	缺点
			试纸法 (Acetate strip)	可现场快速定性检测	无法定量，比色卡半定量，部分氨基酸会造成干扰。
选择性电极法 (Selective electrode method)	成本低、快速、可连续检测，常应用于气体中二氧化硫的检测	选择性反应的材料，须做适当的选择，以免导致检测成本过高。
			通气蒸馏法 (Rankine method)	台湾法定公告标准食品二氧化硫检测方法，检测结果准确且再现性高	检测装置复杂，操作步骤也繁复费时；且样品的大小、长度及采样量、加热时间、磷酸浓度皆会影响二氧化硫残留量的检测值，并需要氮气钢瓶供应氮气，而无法进行现场测试。

氧化法 (Modified Monier-Williams method)	再现性高	氧化法的装置复杂，操作步骤繁杂且费时，每件样品检测约费时2小时。
			亚硫酸氧化酵素法	可应用于电化学分析	应用于比色法，分析步骤复杂。
直接碘滴定法 (Direct titration method)	广泛用于二氧化硫的快速定量检测，且定量装置简单	检测所须的时间较短，且普通实验室即可使用，但再现性较氧化法差，且碘易受到其他还原性物质干扰，故此法易受食品中甲醛及过氧化氢含量影响，而降低检测精准度。
			微量扩散法 (Micro-diffusion method)	用小的密闭培养皿，二氧化硫气体在培养品内扩散、反应、呈色，可现场检测	无法定量。
蒸馏呈色法		需加热器材，步骤复杂，无法在现场进行检测。
			直接比色法 (副玫瑰苯胺呈色法) (Pararosaniline hydrochloride color test)	最准确、灵敏的方法，适用各种二氧化硫浓度的样品	需分光光度计于552nm比色定量分析。
自动注射分析法 (Flow injection analysis)	准确	需大型、昂贵机器，在实验室内进行。
			离子交换层析法 (Ion exchange chromatography)	准确	需大型、昂贵机器，在实验室内进行。
高效能液相层析法 (High performance liquid chromatography)	准确	需大型、昂贵机器，在实验室内进行。
			气相层析法 (Gas chromatography)	准确	需大型、昂贵机器，在实验室内进行。
微分脉动极谱法 (Differential pulse polarographic method)	准确	需大型、昂贵机器，在实验室内进行。

发明内容

综上所述，本发明的目的在于提供一种可简单检测食品中残留氧化还原物质的方法、检测试片以及检测仪，藉此可进行现场、机动量测，而无须耗费大量成本于实验室中量测。

本发明的另一目的在于提供一种可定量食品中残留氧化还原物的方法、检测试片以及检测仪，藉此，使用者或消费者可快速、方便地得知特定氧化还原物是否过量，而危害人体健康。

为了达成前述目的，本发明提供一种检测食品中氧化还原物质的方法，以一检测试片与一检测仪达成，包含下列步骤：取备适量食物检体进行前置处理；取备定量前置处理后的食物检体，并将其溶(置)于一缓冲液；将溶有待测物的缓冲液与一检测试片的配方层产生氧化还原反应；一检测仪提供一反应电位至该试片的反应电极，进而获得一电气信号；通过该电气信号获知食物检体中待测物的含量。

本发明提出的检测试片，其配方层可针对不同待测物做改变，而适用特定食品中残存的氧化还原物；本发明提出的检测仪，则可针对该检测试片进行量测、分析，并藉其获得待测物的定量浓度。

通过本发明，使用者可于短时间内得知食物中残留氧化还原物质的定量浓度，如此将有助于快速地筛检不合格的食品，而保障大众食品的安全。有关本发明的详细技术内容及优选实施例，配合附图说明如后。

附图说明

本发明的实施方式是结合附图予以描述：

图1A为本发明工作电极上氧化还原反应电子传递示意图；

图1B为电位阶跃伏安法的电位-时间以及电流-时间关系图；

图2A和图2B为本发明利用电位阶跃伏安法所获得检量线的示意图；

图3为本发明食物中氧化还原物质的检测方法的流程图；

图4为本发明检测试片一实施例的外观立体示意图；

图5为本发明检测试片一实施例的结构分解示意图；

图6为本发明检测仪一实施例的外观立体示意图；

图7为本发明检测仪一实施例的系统架构方框图。

具体实施方式

本发明为配合一检测试片与一检测仪器，利用氧化还原反应定性、定量分析食品中残存氧化还原物质的方法与装置。本发明可用以测试食品中具有还原性的物质(在使用氧化性电介质时)：二氧化硫、亚硫酸盐、维他命C、甲醛、吊白块(Rongalite)、酚类，也可测试具有氧化性的物质(在使用还原性电介质时)：双氧水、锰氧化物、铬氧化物、氯气、氯氧化物等天然或人工添加、合成的氧化还原物质或其衍生物质。由于具有还原、漂白能力的食品添加物以二氧化硫/亚硫酸盐为大宗，因此在以下的说明以二氧化硫/亚硫酸盐为主，作为主要的说明实施例，然而，上述其他待测物，由于其检测原理、检测试片结构以及检测仪器均相同，故仅针对差异处进行说明。但是，所省略的细节并不影响本发明的实施与理解，在此陈明。

在以下的实施方式中，分别就检测方法与原理、检测试片以及分析该检测试片的检测仪三部分进行解释与说明。

<检测方法与原理>

本发明的检测原理以二氧化硫为例来解释。二氧化硫(SO₂)溶于水或碱性的溶液中，会生成亚硫酸根(SO₃ ^2-)离子，因此二氧化硫与亚硫酸根实质上为形态不同而可相互转换的物质。其中，二氧化硫/亚硫酸根(SO₂/SO₃ ^2-)是还原剂，某些氧化态离子氧化剂，可在水溶液中直接与SO₂/SO₃ ^2-发生氧化还原反应，使得SO₂/SO₃ ^2-被氧化成SO₄ ^2-，而该氧化态离子氧化剂则还原成还原态离子。上述电化学反应可应用于二氧化硫/亚硫酸根检测，其通式如下式(1)：SO₃ ^2-+氧化态离子氧化剂+H₂O→SO₄ ^2-+还原态离子+2H⁺(1)

上述反应式中，氧化态离子氧化剂是一种经常使用在电化学反应的氧化还原电介质(redox mediator)，其本身具有氧化态离子和还原态离子两种型式，可同时存在于同一溶液中。应用电化学上的电位阶跃伏安法(potential step voltammetry)，通过在反应电极上施加一特定电位，氧化(1)式中产物的还原态离子，致使其转变回氧化态离子的形式而释出电子(如下式(2))，此时，反应电极带走电子形成通路，即可检测到相关电气信号与时间的变化值。该电气信号变化值与(1)式中产物的还原态离子浓度、含量、还原态/氧化态离子比例相关。利用上述原理，可进而可定量分析二氧化硫/亚硫酸根(盐)的含量。

还原态离子→氧化态离子+e^- (2)

请参阅图1A，其为上述原理的简单示意。待测的基质(substrate)若为一还原态的氧化还原物质，而将一氧化态电子媒介体(Mediator[ox.])放置于电极上，当基质存在时，与氧化态电子媒介体反应，如先前说明，使其部分转化成还原态电子媒介体(Mediator[red])，而电极与该氧化态还原态混合的电子媒介体接触。

请再参阅图1B所示，若于起始状态对电极施予一电位V₁，此时电子媒介体尚未在电极上有任何氧化还原反应，也不会产生电流；于一瞬间将电极电位增加至V₂，在电极上，还原态的电子媒介体的氧化反应以最大速率进行，同时产生最大电流量i_max，而还原反应完全被抑制；接着，电极表面的还原态的电子媒介体被消耗，其浓度因此随即下降，所产生的电流也随之下降。最后，溶液中还原态的电子媒介体仅仰赖扩散到达电极表面反应，因此电流会下降而趋向一平衡值。根据下式(3)的Cottrell equation，电极上产生的法拉第电流会与基质所转化后的还原态电子媒介体浓度成正比关系，而通过此项关系，可以不同浓度的基质，测定所转化后的还原态电子媒介体在外加电位后于某时间点所得到的电流值，并以此电流值对不同的基质浓度作图，可得到一直线，参照下式(2)，该直线的斜率为nFAD^1/2/π^1/2。

| i | = \frac{{nFA [Reac \tan t]}_{Bulk} \sqrt{D}}{\sqrt{π} \times \sqrt{t}} - - - (3)

其中n为电化学反应中电子转移数；F为法拉第常数；A为电极面积；D为反应物种的扩散系数；[Reactant]_Bulk为反应物种浓度。

图2A、图2B显示根据实际实验，基于不同浓度基质及缓冲液所获得的电流与浓度关系图，图2A、图2B的纵轴为电流值，而其横轴则为不同基质的浓度值，其显示实际结果趋近理论的线性关系。为求精确，可再将数次的结果值以一次或二次的线性回归分析而取得一检量线。

根据图1B显示的电流电位关系，在外加电位后的一固定时间，可测量得一电流值。通过图2所示的线性关系图，仅须量测基质反应时的电流，便可依该线性关系(检量线)获得一相对应的基质浓度。须再说明的是，根据欧姆定律，电流、电阻和电位具有一关系式，故上述通过量测电流，求得待测物浓度的线性关系，也可通过测定电阻或电位来达成。

根据上述原理，本发明提出一种测定食物检体中，氧化还原物质含量的方法，如图3所示，包含下列步骤：

a.取备适量食品检体进行前置处理；

b.取备定量前置处理后的食品检体，并将其溶至一缓冲液；

c.将溶有待测物的缓冲液与一检测试片的一配方层产生氧化还原反应；

d.一检测仪提供一反应电位信号至该试片的反应电极，进而获得一电气信号；

e.通过该电气信号获得食品检体中待测物的含量。

以下就各步骤做详细的说明：

首先，“食品”和“食物”两词于本发明中，并未如坊间以加工与否而加以区别，其在本发明中均定义为可被人体饮食、摄取之物，两者同义。步骤a为取备适量食物检体进行前置处理。前置处理为实际检测前对该食物检体进行处理的通称，致使这些食物检体能以较佳型式进行检测的过程，例如：挑去食物检体中杂质、碎粒化等步骤。其中，该碎粒化过程是使食物检体的体积经碎粒化后，可使位于食物检体中的待测物(如：二氧化硫、亚硫酸盐类)容易溶进步骤b的缓冲液中。上述碎粒化的过程，可通过剪碎、磨碎、压碎、搅碎、捏碎、撕碎的方式进行，并无一定的限制，但必须考虑某些方式(如：研磨)可能导致待测物加速挥发或溢散，增加氧化的面积以及机率，因此增加检测上的误差。须说明的是，步骤a是针对某些体积较大而致使待测物不易溶出的食物检体而言，某些食物检体，如粉状、末状等体积较小或呈液态的食物检体，并不需要经过上述的碎粒化过程，便可直接将待测物溶于缓冲液中。因此在对这些食物检体进行检测时，可考量省略步骤a。另一方面，上述“碎粒化”一词，仅用于表示将食物检体从体积较大者转变成体积较小者的过程，该词并无特别限定之意，碎粒化后的食物检体，也不必然如字面意思呈现粒状或带有碎屑，在此释明。

步骤b是定量地取用前置处理后的食物检体，并将其溶入(或置入)一缓冲液或溶液中，致使待测物成分溶入(或分布于)缓冲液。例如：秤取1克的食物检体溶于1或2毫升的缓冲液中，并静置数分钟。一实施例中，缓冲液可为pH＞3，且浓度为0.05～2M的缓冲液，如：柠檬酸或柠檬酸盐(citrate salt/acid)、磷酸或磷酸盐(phosphate salt/acid)、碳酸或碳酸盐(carbonate salt/acid)、硼酸或硼酸盐(borax)、或低浓度稀碱溶液；在另一实施例中，缓冲液为纯水。举例来说，若待测物为二氧化硫或亚硫酸盐，则缓冲液可为氢氧化钠溶液(如0.15N)、硼砂(硼酸钠)溶液(如：pH9-13；0.1M)或水；由于缓冲液不应与待测物或检测试片的配方层(容后详述)发生反应，故缓冲液有时须针对待测物形态而进行适当的选择。此处“食物检体定量”的原因，在于固定食物检体的浓度与稀释倍率。在上述一实施例中，食物检体溶入缓冲液时，可辅以搅拌、震荡、晃动、摇动的方式，以帮助食物检体中的待测物溶入该缓冲液。须特别说明的是，对于某些液态的食物检体，可省略步骤b的步骤，而直接将适量的液态食物检体与检测试片的反应区进行反应。

接着，步骤c是将溶有(或分布有)待测物的前述缓冲液与一检测试片的一配方层进行氧化还原反应。在一实施例中，是取用0.5～1000μl溶有待测物的缓冲液与检测试片的配方层进行反应；在另一实施例中，缓冲液是以毛细或虹吸的方式被吸入至该检测试片的反应区。本步骤是致使适量溶有待测物的缓冲液与一检测试片进行反应，其中，关于检测试片的详细结构以及介绍，容后详述。

接续步骤c，步骤d是通过一检测仪提供一反应电位至该试片的反应电极(工作电极与对应电极，容后详述)，进而获得一电气信号。该电气信号可为一电流值、电阻值或一电位值。以电流为例说明如下：试片先插入一检测仪，与溶有待测物的缓冲液反应即启动检测仪并开始计时1～60秒，同时检测试片经过约1～60秒的反应时间后，该检测仪会提供一适当的反应电位(如：0.01V～1.5V)至该检测试片的一反应电极，并根据前述的反应原理，获得测试响应的电流值(或电位、电阻)。

于步骤e中，前述电气信号的量值可根据事先实务所得知的检量线反推出食物检体中，被测物氧化还原物质的浓度。该检测仪也可设置一显示单元，以读出被测物的定量浓度值。

可通过本发明检验的待测物为包含还原性质被测物如：二氧化硫、亚硫酸盐、维他命C、甲醛、吊白块、酚类，氧化性质被测物：如双氧水、锰氧化物(MnO₂，KMnO₄)、铬氧化物(CrO₃，K₂Cr₂O₇)、氯气(Cl₂)、氯氧化物、臭氧(O₃)等天然或人工合成的氧化还原物质或其衍生物质。在检测二氧化硫的一实施例中，检测的浓度范围是介于0～4000mg/L(以SO₂计；浓度0代表待测物不存在(未残留于食品检体)或浓度低于检测试片或检测仪的检测极限)；在检测亚硫酸盐的一实施例中，检测的浓度范围是介于60～7800mg/L(以Na₂SO₃计)。

必须再说明的是，针对不同的待测物，缓冲液与检测试片(电介质氧化剂)反应电极的材料也可选择较适当者，如表二、与表三所举例：

表二、待测物为还原性物质

被测物	电介质氧化剂	使用缓冲液	使用电位
				二氧化硫水溶液	赤血盐 (potassium ferricyanide)、铁氰化钾	NaOH，Na₂B₄O₇， H₂O	0.3V～0.6V (工作电极)
亚硫酸盐水溶液	铁氰化钾	NaOH，Na₂B₄O₇， H₂O	0.3V～0.6V
				维他命C水溶液	铁氰化钾	NaOH，Na₂B₄O₇， H₂O	0.3V～0.6V
甲醛水溶液	铁氰化钾	NaOH，Na₂B₄O₇， H₂O	0.3V～0.6V
				吊白块水溶液 (次硫酸氢钠甲醛)	铁氰化钾	NaOH，Na₂B₄O₇， H₂O	0.3V～0.6V
酚类(多酚类)水溶液	铁氰化钾	NaOH，Na₂B₄O₇， H₂O	0.3V～0.6V

表三、待测物为氧化性物质

被测物	电介质还原剂	使用缓冲液	使用电位
				锰氧化物水溶液 (MnO₂，KMnO₄)	黄血盐 (potassium ferrocy anide) 亚铁氰化钾	HCl，H₂O Citrate， Acetate acid	-0.3V～-0.6V (工作电极，提供电子给氧化态电介质)
铬氧化物水溶液 (CrO₃，K₂Cr₂O₇)	亚铁氰化钾	HCl，H₂O Citrate， Acetate acid	-0.3V～-0.6V (工作电极)
				氯水溶液 (Cl₂)	亚铁氰化钾	HCl，H₂O Citrate， Acetate acid	-0.3V～-0.6V (工作电极)
氯氧化物水溶液 (ClO，ClO₄)	亚铁氰化钾	HCl，H₂O Citrate， Acetate acid	-0.3V～-0.6V (工作电极)
				臭氧水溶液 (O₃)	亚铁氰化钾	HCl，H₂O Citrate， Acetate acid	-0.3V～-0.6V (工作电极)

<检测试片>

请参阅图4及图5所示，其为本发明检测试片一实施例的外观立体示意图及结构分解示意图。如图所示，本发明的检测试片10包含一工作电极121(working electrode)、一对应电极122(counterelectrode)以及一配方层13。该工作电极121和对应电极122分别经导线123，124连接，并于该检测试片10的一端形成连接端125，126，该连接端125，126可电性连接一检测仪，致使该检测仪通过量测检测试片10的电气信号而定量待测物的含量。该配方层13形成于工作电极121和对应电极122之上，配方层13可针对不同待测物有相对应的不同配方，并可与前述溶有待测物的缓冲液产生氧化还原反应。

如图5所示，本实施例的检测试片10主要结构包含一基板11、一工作层12、一配方层13、一绝缘层14、一间隔层15与一上盖层16。以下就各结构进行详细说明：基板11为检测试片10的主体支撑材料，在其表面以转印、蚀刻、蒸镀、溅镀、网版印刷、凸版印刷、钢印或其他适合电极材料附着的方式，形成该工作层12。工作层12包含工作电极121、对应电极122、导线123，124和连接端125，126，并于该工作电极121和对应电极122之上形成该配方层13。

该基板11具备表面平整、受热不易变型、足够的结构强度、电气绝缘良好等特性。该基板11可为塑料、玻璃、玻璃纤维或陶瓷等材质；其中，塑料材质如聚氯乙烯(polyvinylchloride，简称PVC)、聚酯(polyester)、聚对苯二甲酸二乙酯醇(polyethylene glycolterephthalate，简称PET)、聚碳酸酯(polycarbonate，简称PC)、聚丙烯(polypropylene，简称PP)、聚乙烯(polyethylene，简称PE)、聚丁烯(polybutylene，简称PBT)、聚苯乙烯(polystyrene，简称 PS)、聚亚二氟乙烯(polyethylene polyvinylidene fluoride，简称PVDF)、聚酰胺(polyamide，PA)、电木(bakelite)等。

该工作层12的材质，可为已知适合作为电化学检测电极、导线的材料，如导电碳、或金属(如：金、银、钯、铂及氯化银等)等。在上述一实施例中，若以网版印刷方式将导电碳的工作层12印刷于该基板11，可预先于该工作层12下方形成一导电辅助层(未显示)，以减少碳材料的电阻；该导电辅助层的材质选自导电性较佳的材料，如：银、铜或锡等。另一方面，若采用蒸镀或溅镀工艺制作上述工作层12，可于工作层12与基板11间镀上一层金属附着层(未显示)，辅助工作层12附着于基板11上；该金属附着层如铬(Cr)或镍(Ni)等。

该工作电极121与对应电极122的几何形状并无特别限定，如可选自方形、菱形、梯形、矩形、圆形、椭圆形、星形、心型以及任何多边型所组成的群组。

该配方层13为与前述溶有待测物的缓冲液的反应区域，可针对不同待测物选择不同的配方。配方层13是于配方液覆盖后，再干燥而形成于前述工作电极121与对应电极122的表面。该配方液的覆盖可为涂附、印刷、喷附、点滴等方式，其由多种药剂所组成，包含：氧化还原试剂、电子媒介体(mediator)、缓冲盐类及界面活性剂，可检测食物检体中所含的氧化还原物质。本发明中，针对不同待测物与配方层13的搭配，可参阅前述的表二和表三。在一实施例中，上述电子媒介体可为赤血盐(potassium ferricyanide)、黄血盐(potassium ferrocyanide)、对苯醌(p-benzoquinone)、吩嗪硫酸甲酯phenazine methosulfate、二茂(络)铁(ferrocene)、靛酚(indophenols)以及甲基蓝(methylene blue)等。

在上述的另一实施例中，配方层13中如额外加入生物活性物质，可形成生物传感器。该生物活性物质如：葡萄糖氧化酶(glucoseoxidase)、葡萄糖脱氢酶(glucose dehydrogenase)、乳糖氧化酶(lactate oxidase)、乳糖脱氢酶(lactate dehydrogenase)、果糖氧化酶(lactate oxidase)、果糖脱氢酶(lactate dehyarogenase)、半乳糖氧化酶(galactose oxidase)、胆固醇氧化酶(cholesterol oxidase)、胆固醇脱氢酶(cholesterol dehydrogenase)、胆固醇脂解酶(cholesterol esterase)、乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase)、以及乙醇氧化酶(alcohol oxidase)等或其衍生物质。

该绝缘层14覆盖于工作层12上，并使连接端125，126、工作电极121、对应电极122和配方层13的区域外露；该间隔层15覆设于该绝缘层14上，厚度依实际需求加以定义，并避开前述绝缘层14外露的工作电极121、对应电极122和配方层13的区域，而定义出适当面积的一(检体)反应区151。上盖层16形成于间隔层15上，致使前述反应区151的上方空间形成具两端开口的通道，其中一端开口形成一检体入口161，使溶有待测物的缓冲液可如前述以毛细或虹吸等方式进入该反应区；另一端开口则为排气口162，也为检体在检体通道内流动的终点。

在上述一实施例中，上盖层16靠近该反应区侧的内面163可形成一亲水层，该亲水层可通过亲水性分子，如：磺酰(sulfonyl)、磺酸酯(sulfonate)、羧基(carboxyl)，表面修饰该内面163而形成，或直接将亲水性材料以涂布或贴合方式附着于该内面163。其中，该亲水性材料可选自由乙烯纤维素(ethyl cellulose)、甲基纤维素(methyl cellulose)、hydroxypropyl cellulose、醋酸纤维素(celluloseacetate)、硝化纤维素(nitrocellulose)、聚苯乙烯(polyvinylpyrrolidone)、聚石风(polysulfone)、聚偏氟苯乙烯(polyvinylidene fluoride)、聚酰胺(polyamide)以及聚亚酰胺(polyimide)所构成的群组其一。

<检测仪>

本发明提供的检测仪20为一可携式检测仪20，可施加一反应电位至上述的检测试片10，并取得响应的检测电气信号，通过比对、分析该电器检测信号，而获得食物检体中待测物的定量浓度。

首先，请参阅图6和图7所示，其是本发明检测仪一实施例的立体外观图与系统架构方框图。该检测仪20包含一连接单元21、一微处理器22、一输入单元23、一存储器24以及一显示单元25。

该连接单元21包含多个连接引脚(pins)可供外部接口30连接，该连接引脚的结构、间距与大小的设定能满足不同外部接口30的电气连接需求，因此可使不同的外部接口30插接于此连接单元21(如图7箭头所示)。上述外部接口30包含前述的检测试片10，该检测试片10可将连接端125，126插入至该连接单元21进行测试；其他外部接口30包括用以校正检测仪的校正片、提供不同待测物检量参数的参数片。

该微处理器22可执行控制、检验、校正、传输、及数据储存等程序，并具有一接口判断程序，以自动判断不同外部接口30所对应的特定执行程序；该微处理器22另可包含执行上述相关程序的放大器、数字模拟转换器等必要元件，在此不加赘述。

该输入单元23则可为一外接按键，可根据使用者定义调整或控制该检测仪20的各式功能，举例来说，可用以设定该微处理器22的时间、使用单位以及纪录移除/回读等相关功能；该存储器24与微处理器22相连接，用以储存相关检测数据(数位数据)，或储存由外部接口30读入的相关数据。须说明的是，该存储器24也可整合至该微处理器22内；该显示单元25则可显示检测仪20的运作状态和测试结果。

在一实施例中，该检测仪20还包含一通信单元26，该通信单元可与外部信息设备连线而传输数据与讯息，做数据传输、检测仪控制的用途；其接口可为USB或RS-232或其他通信端口，可与电脑、手机等信息设备连线做数据传输或控制之用；在一实施例中，该检测仪20通过外接电源提供所需电力，或是该检测仪20还包含一内建电池(未显示)，可提供其运作所需的电力；在另一实施例中，该检测仪包含一传输部(未显示)，可与电脑相关的传输模块(如：USB接头)插接、连结；此外，该检测仪20可量测到的模拟电流值的范围为0～250μA；又，在另一实施例中，该检测仪20的操作温度为0℃～60℃，并具有温度补偿功能；待测物的浓度可以不同的单位表示，例如：mg/Kg、mg/L或ppm。

当本发明的检测试片10插入该连接单元21时，微处理器22立即针对检测试片10的特定引脚送出一电位信号，并检测其电流响应。由于检测试片10电极两端呈现开路，送出的电位信号将得到一极低电流反应，通过内建于微处理器22的电流比对表，微处理器22判定所插入的接口为检测试片10，并进入检验模式。依据前述电化学的检测原理，食物检体中不同待测物浓度将产生不同的反应电流，通过量测到不同的模拟电气信号，可经检量线转换成待测物浓度值，即将此检测电流套入先前由参数片读入或内建于微处理器22的转换公式，即可换算出待测物的浓度。

必须说明的是，不同待测物浓度与反应电流的关系均有差异，由于本发明可应用于相当多的待测物，因此须针对不同待测物建立不同的检量线。不同待测物的检量线数据，可通过存有检量线的参数片，于检测前以外接方式读入检测仪20；或是将不同检量线以内建方式存于检测仪内，让使用者于检测前自行由输入单元23选择合适的检量线检测。

须再说明的是，为方便携带，本发明的检测仪20可设计为手掌可握住的大小，因此可置于口袋而方便携带；更进一步地，本发明可将检测试片10、检测仪20以及小容量的缓冲液同步包装，形成一可携带式的检测组或桌上型检测仪，并方便进行现场检测或机动式检测。

以上所述，仅为本发明的优选实施例，并非为了局限本发明专利的专利保护范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效变化与修饰，均同理包含于本发明的权利保护范围。

Claims

1.一种食品中氧化还原物质的检测方法，其特征在于，包含步骤：

取备适量食品检体进行一前置处理;

取备定量前置处理后的食品检体，并将其溶至一缓冲液；

将溶有待测物的缓冲液与一检测试片(10)的一配方层(13)产生氧化还原反应；

一检测仪(20)提供一反应电气信号至所述检测试片(10)的一反应电极，进而获得一电气信号；以及

通过所述电气信号获得食品检体中所述待测物的含量；

其中，所述配方层包含一氧化还原试剂、一电子媒介体、一缓冲盐类及一界面活性剂，所述电子媒介体为赤血盐，而所述待测物为选自由二氧化硫、亚硫酸盐、维他命C、甲醛、次硫酸氢钠甲醛及多酚类所组成的群组其一；

其中，所述反应电极的材料选自于导电碳、金、银、钯、铂、氯化银以及上述材料的组合。

2.根据权利要求1所述的食品中氧化还原物质的检测方法，其特征在于，所述二氧化硫检测的浓度范围介于0～4000mg/L；所述亚硫酸盐检测的浓度范围介于0～7800mg／L。

3.根据权利要求1所述的食品中氧化还原物质的检测方法，其特征在于，所述前置处理包含一碎粒化过程，致使所述食品检体的表面积增加后，可使食品检体中的待测物易于溶入所述缓冲液中。

4.根据权利要求1所述的食品中氧化还原物质的检测方法，其特征在于，所述缓冲液选自低浓度稀碱、硼酸或硼酸盐、碳酸或碳酸盐、磷酸或磷酸盐、柠檬酸或柠檬酸盐溶液以及水所组成的群组其一。

5.根据权利要求1所述的食品中氧化还原物质的检测方法，其特征在于，取用体积为0.5～1000μl的所述溶有待测物的缓冲液与所述检测试片(10)的配方层(13)进行反应。

6.根据权利要求1所述的食品中氧化还原物质的检测方法，其特征在于，所述溶有待测物的缓冲液以毛细或虹吸的方式被吸入至所述检测试片(10)进行反应。

7.一种食品中氧化还原物质的检测方法，其特征在于，包含步骤：

取备适量食品检体进行一前置处理；

取备定量前置处理后的食品检体，并将其溶至一缓冲液；

通过所述电气信号获得食品检体中所述待测物的含量；

其中，所述配方层包含一氧化还原试剂、一电子媒介体、一缓冲盐类及一界面活性剂，所述电子媒介体为黄血盐，而所述待测物为选自由锰氧化物、铬氧化物、氯气、氯氧化物及臭氧所组成的群组其一；