CN107941866B - 基于氨气敏电极检测总氨氮溶出的青菜新鲜度判断方法 - Google Patents

基于氨气敏电极检测总氨氮溶出的青菜新鲜度判断方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及食品贮藏和保鲜领域,旨在提供一种基于氨气敏电极检测总氨氮溶出的青菜新鲜度判断方法。包括：取25℃±2℃条件下贮藏的青菜，将其外叶去梗后剪成长条状，称取1.0g浸至50mL去离子水中；40分钟后移除菜叶，向溶液中添加含有EDTA的NaOH溶液，并以氨气敏电极测定溶液中溶出总氨氮的电位；以溶出总氨氮的电位减去去离子水的电位，根据标准曲线把电位换算为溶出浓度后，再换算为单位重量青菜的溶出总氨氮量，根据其数值判断青菜新鲜度。本发明采用氨气敏电极建立一种简单快速青菜总氨氮溶出的检测方法和青菜新鲜度的新的评估指标。相比传统的理化检测，具有检测快速，灵敏度高，与无损检测方法比较，本发明所述方法的仪器成本很低。

Description

基于氨气敏电极检测总氨氮溶出的青菜新鲜度判断方法
技术领域
本发明属于食品贮藏和保鲜领域，具体涉及一种基于氨气敏电极检测总氨氮溶出的青菜新鲜度判断方法，属于蔬菜采后新鲜度的判断方法。
背景技术
新鲜青菜含水量很高，采摘后体内代谢旺盛，呼吸强度高，易失去光泽和饱满度，甚至出现黄化和腐烂的现象。叶绿素降解，导致叶片的黄化。新鲜度是青菜品质问题的核心，目前，青菜的水分、叶绿素、维生素C、可溶性蛋白、糖、有机酸等理化指标的检测主要是依靠传统的实验室化学检测方法，复杂费时。因此，当前亟需寻找一种快速、操作简便、灵敏的蔬菜新鲜度品质的检测方法。
此前也有公开资料显示利用一些光谱技术进行新鲜度评估，例如色差仪测定青菜色泽变化，但是灵敏度较差。近年来，随着无损检测技术的发展，人们研究使用叶绿素荧光仪测定叶绿素荧光参数Fv/Fm等，或基于细胞ATP含量光谱的无损检测技术，或利用高光谱成像技术测定蔬菜外观形态和内部叶绿素的变化等，来反映蔬菜的新鲜度。但是这些测定需要昂贵的仪器。
氨气敏电极能直接测定溶液中氨的浓度，其灵敏度很高，已经用于环境监测等方面。也有人研究有用氨气敏电极法代替化学法，测定挥发性盐基氮含量，来判断肉品新鲜度。其做法是先搅碎肉，从中提取出挥发性盐基氮物质，然后进行氨气敏电极法检测。但由于业内普遍对新鲜蔬菜中总氨氮溶出理论缺乏关注，因此，目前国内外未见到对蔬菜中总氨氮溶出检测的研究，更未有利用该方法进行蔬菜新鲜度评估的相关报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种基于氨气敏电极检测总氨氮溶出的青菜新鲜度判断方法。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种基于氨气敏电极检测总氨氮溶出的青菜新鲜度判断方法，包括以下步骤：
(1)取25℃±2℃条件下贮藏的青菜，将其外叶去梗后剪成长条状，称取1.0g浸至50mL去离子水中；40分钟后移除菜叶，向溶液中添加0.05mL NaOH溶液，并以氨气敏电极测定溶液中溶出总氨氮的电位；NaOH溶液的浓度为5mol/L，并含有0.5mol/L EDTA；
(2)以溶出总氨氮的电位减去去离子水的电位，根据标准曲线把电位换算为溶出浓度后，再换算为单位重量青菜的溶出总氨氮量，根据其数值判断青菜新鲜度：
如果溶出总氨氮量为55mg/kg以下，或者与刚采收时的数据相比总氨氮溶出上升率低于633％，表明是采收后2天内的青菜；
如果溶出总氨氮量为55-78mg/kg，或者总氨氮溶出上升率为633％-940％，表明是采收后2-3天的青菜；
如果溶出总氨氮量为78-162mg/kg，或者总氨氮溶出上升率为940％-2060％，表明是采收后3-4天的青菜；
如果溶出总氨氮量为162-233mg/kg，或者总氨氮溶出上升率为2060％-3007％，表明是采收后4-5天的青菜；
如果溶出总氨氮量为233-254mg/kg，或者总氨氮溶出上升率为3007％-3287％，表明是采收后5-6天的青菜；
如果溶出总氨氮量超过254mg/kg，或者总氨氮溶出上升率超过3287％时，表明是采收后6天以上的青菜。
本发明中，所述标准曲线是通过下述方式获得的：
(1)按说明书组装氨气敏电极，使用磁力搅拌器将电极在去离子水中清洗至读数稳定在-(12-22)mV，并滴入0.05mL饱和氢氧化钠溶液检查透气膜安装是否良好；
(2)将NH4Cl标准溶液配成10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6mol/L浓度梯度的溶液，并向各溶液中加入0.05mL NaOH溶液，使NH4 +全部转化为NH3；NaOH溶液的浓度为5mol/L，并含有0.5mol/L EDTA；
(3)由稀到浓分别测试样品NH3电极电位，根据电位值(mV)和NH4 +浓度的负对数值(pX)绘制电极mV-pX标准曲线(如图1)。
本发明中，青菜溶出总氨氮量是通过下述公式计算得到的：
总氨氮溶出量(mg/g FW)＝10000×10-X×M×V/Fw
式中：X为对应标准曲线上的摩尔浓度对数值，M为NH4 +相对分子质量，V为溶液体积(mL)，FW为样品量(g)。
本发明中，步骤(1)中，将青菜外叶剪成宽0.3cm、长1.0cm的长条状。
本发明中，所述青菜的品种是上海青、四月慢或五月慢。
本发明中所用溶液的配置方法：
NH4Cl标准液(0.1mol/L)：称取5.349g经90℃干燥8小时以上的氯化铵(NH4Cl) 溶于去离子水中并定容至1L，即得到0.1mol/L NH4Cl溶液。
NaOH溶液：称取1.4612g EDTA溶于去离子水中并定容至10ml，2g经90℃干燥8 小时以上的NaOH固体溶于去离子水中并在10mL容量瓶中定容，接着在NaOH溶液中加入0.1ml配好的EDTA溶液。
发明原理描述：
本发明通过利用氨气敏电极测定青菜叶片溶出的总氨氮、或铵离子、或氨的浓度变化，了解青菜叶片衰老过程细胞膜阻隔性的变化和衰老过程细胞内总氨氮等的积累，获得测定青菜新鲜度的灵敏指标。本发明中，总氨氮溶出量测定采用向溶液中加碱，使所有NH4 +转化为NH3，然后再用氨气敏电极测定。
通过前期研究发现，新鲜蔬菜的总氨氮含量很低，但衰老的青菜总氨氮有了极大的上升。其中氨含量在青菜衰老过程变化很小，新鲜和衰老青菜的氨在1小时内的溶出量在5mg/kg DW以下，铵离子在青菜衰老过程上升很大，采摘当天的青菜的铵离子在1 小时内溶出量为6mg/kg DW以下，常温放置6天青菜的铵离子在1小时内溶出量为270 mg/kg DW以上。在青菜衰老过程总氨氮的溶出，不但与青菜内总氨氮含量呈现正相关，而且与细胞膜渗透性也呈现正相关。因此采用氨气敏电极测定不同新鲜度青菜的总氨氮溶出，可以建立一种简便的新的判断青菜新鲜度的方法。
本发明所述的氨气敏电极是一种以pH玻璃电极为指示电极、以银-氯化银电极为参比电极的复合电极，通常用于污水中的氨氮的检测。该产品属于成熟技术，通过市购即可获得，例如上海仪电科学仪器股份有限公司的PNH3-1氨气敏电极产品。本发明将其用于青菜新鲜度的判断，属于一种创新性运用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用氨气敏电极建立一种简单快速青菜总氨氮溶出的检测方法和青菜新鲜度的新的评估指标。相比传统的理化检测，具有检测快速，灵敏度高，与无损检测方法比较，本发明所述方法的仪器成本很低。
附图说明
图1为电位值(mV)和NH4 +浓度的负对数值(pX)标准曲线。
具体实施方式
1、青菜叶片衰老过程的氨气敏电极检测方法建立
(1)样品准备：挑选新鲜青菜分装于0.04mm厚度的聚乙烯薄膜袋中贮藏，袋上每平方分米扎有10个直径为0.5mm均匀小孔，常温(25±2℃)贮藏。在稍后的试验中需要分别测定第0d，1d，2d，3d，4d，5d，6d青菜外叶，测定重复3次。取青菜外叶去梗，每个样品的叶片称取1.0g。叶片剪长条，宽度和长度为0.3cm和1.0cm左右。
(2)仪器安装和标准曲线建立：参照说明书内容部分所述。
(3)测定方法：先用氨气敏电极测定去离子水的清水电位，测定电位为73.3mV。1.0g样品放入50mL去离子水的测量杯中，电磁搅拌器1档搅拌，每20秒取出液体，加入0.05mL 5mol/L NaOH溶液后，再测定青菜总氨氮溶出电位。测定至5分钟，发现 40秒后，曲线已经稳定。但是溶出的总氨氮量较少。因此每隔5分钟，测定青菜总氨氮溶出电位。测定至1小时，发现再去离子水中40分钟时，溶出稳定，溶出量大，测定效果好。
因此，正式检测均采用青菜放置溶液中40分钟，再取出青菜，向样品溶液中加入0.05mL的5mol/L NaOH溶液后，测出青菜溶出的总氨氮的电位，减去清水电位后。按照公式计算青菜溶出总氨氮量。
(2)青菜叶片新鲜度的感官评价和色差仪方法作为参照
对青菜外观品质变化进行打分，对青菜叶片色泽进行测定，并与青菜叶片溶出总氨氮数据进行比较，获得新的青菜新鲜度的溶出总氨氮指标。
外观品质变化：采用十分制评定方法。
10分：田间刚采后青菜，外叶绿色饱满，没有腐烂。8分：外叶绿色稍淡，仍然较新鲜，没有腐烂。6分：外叶轻微变黄，没有腐烂。4分：外叶一半面积以内变黄，或有轻微腐烂。2分：外叶完全变黄，或有轻度腐烂。0分：外叶、中叶完全变黄，或外叶大面积腐烂。其中，尚新鲜青菜临界点为7.5分，可售青菜临界点为5.5分。
青菜叶片的色差测定：取0天-6天青菜外叶，采用CR-400型色差仪测定青菜的颜色变化，随机取叶片外侧(从上部叶缘至叶中部)3个位点测定，记录hue angle值，重复 3次。
在25℃±2℃下，刚采收第0天青菜和放置1天的青菜，外观看不出变化，放置2 天的青菜外叶绿色稍微变淡，稍有失水萎焉，但仍然较新鲜，能够看出与刚采收时候的差异。此后青菜进一步变黄和萎焉，在放置4天时青菜外叶已经失去商品价值。
青菜外叶的叶绿素含量与感官品质有很高的相关性(R2＝0.976)，说明青菜叶片的外观品质变化与色度角的降解基本同步。使用氨气敏电极测定，总氨氮溶出值与青菜外观品质呈现高度负相关(R2＝-0.990)，与色度角含量变化同样呈现负相关(R2＝-0.980)。说明使用总氨氮溶出值测定方法来评估青菜新鲜度是可行的。
因此可以使用总氨氮溶出作为新鲜度指标。青菜在25℃下贮藏。
如果溶出总氨氮量为7.5mg/kg以下时，表明是放置0天和1天的青菜；
如果溶出总氨氮量为55-78mg/kg时，表明是放置2天-3天的青菜；
如果溶出总氨氮量为78-162mg/kg时，表明是放置3天-4天的青菜；
如果溶出总氨氮量为162-233mg/kg时，表明是放置4天-5天的青菜；
如果溶出总氨氮量为233-254mg/kg时，表明是放置5天-6天的青菜。
如果溶出总氨氮量超过254mg/kg时，表明是放置6天以上的青菜。
表1青菜衰老过程中的感官品质、色度角、总氨氮溶出值的变化
注：不同字母代表相互之间有显著差异(P<0.05)
表2青菜衰老过程中的感官品质、色度角、总氨氮溶出变化的百分比
在0天-1天，青菜的总氨氮溶出、感官品质没有下降，色度角下降1.8％，说明青菜早期品质变化不明显。在青菜放置2天时，与刚采收时的数据相比总氨氮溶出上升 633％，远远高于感官品质下降14％和色度角下降3.2％。放置3天时，总氨氮溶出上升 940％，感官品质下降25％，色度角下降5.2％。其灵敏度远远高于后两者指标。
因此可以使用总氨氮溶出作为新鲜度指标。或者，也可以利用与刚采收时的数据相比青菜总氨氮溶出上升率对青菜新鲜度进行判断。
青菜总氨氮溶出上升率低于633％时，表明是放置0天-2天青菜；
总氨氮溶出上升率为633％-940％时，表明是放置2天-3天的青菜；
总氨氮溶出上升率为940％-2060％时，表明是放置3天-4天的青菜；
总氨氮溶出上升率为2060％-3007时，表明放置4天-5天以上的青菜，
总氨氮溶出上升率为3007％-3287％时，为放置5天-6天的青菜。
总氨氮溶出上升率超过3287％时，表明是采收后6天以上的青菜。

Claims (3)

1.一种基于氨气敏电极检测总氨氮溶出的青菜新鲜度判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取25℃±2℃条件下贮藏的青菜，将其外叶去梗后剪成长条状，称取1.0 g浸至50mL去离子水中；40分钟后移除菜叶，向溶液中添加0.05mL NaOH溶液，并以氨气敏电极测定溶液中溶出总氨氮的电位；NaOH溶液的浓度为5mol/L，并含有0.5mol/L EDTA；
（2）以溶出总氨氮的电位减去去离子水的电位，根据标准曲线把电位换算为溶出浓度后，再换算为单位重量青菜的溶出总氨氮量，根据其数值判断青菜新鲜度：
如果溶出总氨氮量为55 mg/kg以下，或者与刚采收时的数据相比总氨氮溶出上升率低于633%，表明是采收后2天内的青菜；
如果溶出总氨氮量为55 -78 mg/kg ，或者总氨氮溶出上升率为633%-940%，表明是采收后2-3天的青菜；
如果溶出总氨氮量为78-162 mg/kg，或者总氨氮溶出上升率为940%-2060%，表明是采收后3-4天的青菜；
如果溶出总氨氮量为162 -233 mg/kg，或者总氨氮溶出上升率为2060%-3007%，表明是采收后4-5天的青菜；
如果溶出总氨氮量为233-254 mg/kg，或者总氨氮溶出上升率为3007%-3287%，表明是采收后5-6天的青菜；
如果溶出总氨氮量超过254 mg/kg，或者总氨氮溶出上升率超过3287%时，表明是采收后6天以上的青菜；
其中，青菜的溶出总氨氮量是通过下述公式计算得到的：
总氨氮溶出量 = 10000×10-X×M×V/Fw
式中：X为对应标准曲线上的摩尔浓度对数值，M为NH4 +相对分子质量，V为溶液体积，单位mL，FW为样品量，单位g；总氨氮溶出量的单位为mg/g FW；
所述标准曲线是通过下述方式获得的：
（1）组装氨气敏电极，使用磁力搅拌器将电极在去离子水中清洗至读数稳定在-（12-22）mV，并滴入0.05mL饱和氢氧化钠溶液检查透气膜安装是否良好；
（2）将NH4Cl标准溶液配成10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6 mol/L浓度梯度的溶液，并向各溶液中加入0.05mL NaOH溶液，使NH4 +全部转化为NH3；NaOH溶液的浓度为5mol/L，并含有0.5mol/L EDTA；
（3）由稀到浓分别测试样品NH3电极电位，根据电位值和 NH4 +浓度的负对数值绘制电极mV-pX标准曲线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，将青菜外叶剪成宽0.3 cm、长1.0 cm的长条状。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述青菜的品种是上海青、四月慢或五月慢。
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