CN102967646A - 南极磷虾中氟离子含量的快速检测方法 - Google Patents

Abstract

一种南极磷虾中氟离子的快速检测方法，包括以下步骤：1）取1-5g南极磷虾粉末或鲜虾料，置于质量比为1:100的去离子水，在90-100℃温度条件中回流加热1-4h，之后冷却至30℃备用；2）在30℃条件下，利用同轴探针法测定NaF去离子水溶液的介电特性，绘制并确定在300MHz-3000MHz低频条件下，浓度为0.1mg/ml-50mg/ml时NaF去离子水溶液的标准曲线：Y=13.26*X+C；3）取步骤1的溶液过滤之后，测定其介电损失率，并带入到步骤2中的标准曲线，测定并计算F离子含量；依据NaF去离子水溶液中的等摩尔解离反应：NaF=NA⁺+F⁺获得氟离子含量的特征关系,获得氟离子含量Y_F=1.296*X-D。

Description

南极磷虾中氟离子含量的快速检测方法

技术领域

本发明涉及一种氟离子检测技术，尤其一种南极磷虾中氟离子含量的快速检测方法；属于食品检测技术领域。

背景技术

南极磷虾是一种广泛分布于南极海域的多年生浮游甲壳动物，具有生物贮藏量大、分布广、营养价值高等特点，是一种重要的海洋蛋白新资源，有待进行开发利用。但是，南极磷虾外壳具有富集海水中氟的功能部位，因而磷虾含有大量的氟。而且，现货条件下的南极磷虾内的氟含量很低，处在人类食用允许范围内，但在南极磷虾死亡之后，虾壳中的氟会很快滴渗透到虾肉中，使得此时的南极磷虾因含氟量过高而时区使用价值。因此，如何快速简便的测定南极磷虾中的氟含量，对南极磷虾的开发利用至关重要。

目前，对样品中氟含量的检测方法可分为直接法和间接法。发射光谱法被广泛应用于微量元素定量分析,用质子诱导γ射线发射光谱法(PIGME)可以直接测定样品中氟含量。高频火花离子源质谱分析是固体无机物,特别是超微量分析的有效方法,用火花源质谱法(SSMS)也可以直接测定样品中氟含量。早期的氟测量间接方法为比色法。另外，采用金属氧化物吸收氟的燃烧产物并以重量法测定氟。此外，也有人采用氢氧焰法和离子色谱法进行研究。氟离子选择性电极法是测量氟的标准方法，是目前测定样品中氟含量最常用的方法，一般有直接电位法和电位滴定法二种。但是，这些方法在不同程度上存在着操作复杂,费时费力,灵敏度低等缺点。

利用食品的介电特性对食品进行无损检测在理论上和实际应用方面都具有可行性。利用食品介电特性对产品品质检测是食品物性学研究的重点之一，产品品质的变化可以客观地评价加工工艺的优劣,准确地判断加工过程的终点。介电特性法因其高效、可靠及简便的特点，可以实现高质量的农产品内部品质综合指标的检测及分级技术，提升农业自动化的进程，在农产品的成熟度监控、分级包装、贮藏保鲜中的应用前景十分广泛。利用农产品的介电特性进行快速无损检测其品质的研究始于20世纪60年代。发展至今已扩展到水果、蔬菜的成熟度、损伤的快速检测；谷物、大豆、种子的水分测定；饮料、啤酒、乳制品的细菌检测和保存期、安全期的控制等方面。介电特性还用来提供水产品的加工处理基础数据。虽然，介电特性广泛应用于水果、蔬菜、蛋类、豆类、油脂类和部分水产鱼类中，但还没有对于虾类，尤其是南极磷虾介电特性的相关报道。

发明内容

本发明的目的旨在：提供一种基于介电特性的快速检测南极磷虾中氟离子含量的方法。

这种南极磷虾中氟离子含量的快速检测方法包括以下步骤：

1）取1-5g南极磷虾粉末或鲜虾料，置于质量比为1:100的去离子水，在90-100℃温度条件中回流加热1-4h，之后冷却至30℃备用；

2)在30℃条件下，利用同轴探针法测定NaF去离子水溶液的介电特性，绘制并确定在300MHz-3000MHz低频条件下，浓度为0.1mg/ml-50mg/ml时NaF去离子水溶液的标准曲线：Y=13.26*X+C；

其中：

Y为介电损失率，

X为氟化钠浓度，

C为常数，取值为1.993；

3)取步骤1）的溶液过滤之后，测定其介电损失率，并带入到步骤2）中的标准曲线，测定并计算F离子含量；依据NaF去离子水溶液中的等摩尔解离反应：NaF=NA⁺+F⁺获得氟离子含量的特征关系,获得氟离子含量Y_F=1.296*X-D；

其中：

Y_F为氟离子含量，

Y为介电损失率，

D为常数，取值为16.71。

根据以上技术方案提出的这种南极磷虾中氟离子含量的快速检测方法，与目前常用的多种氟离子检测方法相比较，不仅检测方法不需要过多的检测设备，极为简单，而且具有快速的特点。

具体实施方式

以下结合实施例进一步阐述本发明，并给出本发明的实施例。

这种南极磷虾中氟离子含量的快速检测方法包括以下步骤：

1）取1-5g南极磷虾粉末或鲜虾料，置于质量比为1:100的去离子水，在90-100℃温度条件中回流加热1-4h，之后冷却至30℃备用；

2)在30℃条件下，利用同轴探针法测定NaF去离子水溶液的介电特性，绘制并确定在300MHz-3000MHz低频条件下，浓度为0.1mg/ml-50mg/ml时NaF去离子水溶液的标准曲线：Y=13.26*X+C；

其中：

Y为介电损失率，

X为氟化钠浓度，

C为相关系数，取值为1.993；

3)取步骤1）的溶液过滤之后，测定其介电损失率，并带入到步骤2）中的标准曲线，测定并计算F离子含量；依据NaF去离子水溶液中的等摩尔解离反应：NaF=NA⁺+F⁺获得氟离子含量的特征关系,获得氟离子含量Y_F=1.296*X-D；

其中：

Y_F为氟离子含量，

Y为介电损失率，

D为关联系数，取值为16.71。

具体操作方法如下

1.样品的处理

将南极磷虾粉末或鲜虾（1-5g）置于质量比为1:100的去离子水中回流加热（90-100℃）1-4h，之后冷却至30℃。去离子水水煮南极磷虾之后的氟含量约为南极磷虾中的40%。

2.介电特性的测定

在相同温度条件下（30℃），利用同轴探针法确定NaF去离子水溶液的介电特性，绘制并确定其低频条件下（300MHz-3000MHz）不同浓度（0.1mg/ml-50mg/ml）NaF去离子水溶液的标准曲线。NaF去离子水溶液在300MHz-300GHz频率范围内，只有在300MHz-3000MHz频率范围内有介电损失率的变化。其中，不同浓度的NaF去离子水溶液的介电损失率在300MHz时变化最大。

3.建立关系函数

将去离子水水煮、冷却后的南极磷虾溶液过滤，测定其介电损失率，并进行相关性分析，测定并计算F离子含量。通过相关性分析得出，介电损失率与氟含量之间有较好的相关性，其相关系数为0.98以上。

4.方法的验证

将去离子水水煮、冷却后的南极磷虾溶液过滤，溶液中分别加入已知的NaF标样（10-50mg），验证其氟离子含量与介电损失率之间相关数学模型。结果表明，本发明可快速、方便、准确的确定南极磷虾中氟离子的含量。

上述过程中事先用氟离子选择性方法确定南极磷虾中氟含量、去离子水水煮南极磷虾后的氟离子含量，并建立氟离子含量与介电损失率之间的相关数学模型。去离子水水煮南极磷虾后解离出的氟离子含量约为南极磷虾中氟离子含量的40%。

本发明能够在短时间内（1h-4h）快速检测南极磷虾中氟离子的含量，并且所使用的方法简单易操作，避免了传统的氟离子检测方法需要多种化学试剂、多步操作，检测过程繁琐的缺点。本发明在检测南极磷虾中氟离子的含量及南极磷虾的有效利用等方面有广泛的应用前景。介电特性包括介电常数和介电损失率。介电常数反映了材料的电容性，表征其存储电磁能的能力；介电损失率反应材料的电阻性，即电磁能转化为热能的能力。

上述方法中涉及到的介电特性的影响因素包括温度、频率、水分含量、蛋白质、脂肪、含盐量等之外，氟离子含量的多少也会造成介电特性的变化。在不考虑其他影响因素的情况下，在一定频率范围内，随着频率的变化，氟化钠在去离子水溶液中的介电损失率有明显的变化。通过氟离子含量的变化所导致的介电损失率的变化，建立相关关系并确立数学模型，可以实现通过检测介电损失率计算氟离子含量的可行性。

Claims (1)

1.一种南极磷虾中氟离子的快速检测方法，包括以下步骤：

1）取1-5g南极磷虾粉末或鲜虾料，置于质量比为1:100的去离子水，在90-100℃温度条件中回流加热1-4h，之后冷却至30℃备用；

2)在30℃条件下，利用同轴探针法测定NaF去离子水溶液的介电特性，绘制并确定在300MHz-3000MHz低频条件下，浓度为0.1mg/ml-50mg/ml时NaF去离子水溶液的标准曲线：Y=13.26*X+C；

其中：

Y为介电损失率，

X为氟化钠浓度，

C为相关系数，取值为1.993；

3)取步骤1）的溶液过滤之后，测定其介电损失率，并带入到步骤2）中的标准曲线，测定并计算F离子含量；依据NaF去离子水溶液中的等摩尔解离反应：NaF=NA⁺+F⁺获得氟离子含量的特征关系,获得氟离子含量Y_F=1.296*X-D；

其中：

Y_F为氟离子含量，

Y为介电损失率，

D为关联系数，取值为16.71。