CN110501394A - 电解溶液的制备及用于电化学快速检测花椒麻素含量的用途 - Google Patents

Abstract

本发明属于食品中的检测技术领域，具体涉及一种电解溶液的制备及用于电化学快速检测花椒麻素含量的用途；方法为：首先提供一种电解溶液，由极性溶剂和支持电解质组成；然后提取样品的花椒麻素母液，用电解液稀释得到待测溶液，加入α‑SOH标准液，得到混合溶液；再次配置等浓度、体积的待测溶液，加入2倍体积α‑SOH标准液，得到混合溶液；如此重复多次，最后利用三电极体系分别检测混合溶液中花椒酰胺物质的差分脉冲伏安曲线；并结合公式计算出花椒麻素的含量；本发明的电解溶液具有导电性，在检测时无背景干扰；在具体检测过程中，具有检测快速、灵敏、简便、测量精度高，样品分析所需时间短，成本低，便于在线检测等优点。

Description

电解溶液的制备及用于电化学快速检测花椒麻素含量的用途

技术领域

本发明属于食品中的检测技术领域，具体涉及一种电解溶液的制备及用于电化学快速检测花椒麻素含量的用途。

背景技术

花椒是一种我国传统的调味品，在烹饪过程中多直接使用或制成花椒粉、花椒油等调味品。其中花椒油是指将花椒置于加热后的食用油中进行浸泡得到的具有香麻味的调和油，因其方便且麻味浓郁，在川菜、凉菜中均有广泛的使用。此外，花椒在火锅中的应用也十分常见。火锅底料是一种配料丰富、含油量多的复合调味品，在炒制过程中除了加入花椒和辣椒外，常常会加入生姜、大蒜、八角等多种配料，其中花椒作为主要原料体现了火锅底料中麻的风味。花椒调味品中的麻味主要是由花椒中所含有的花椒麻素类物质引起的。

花椒麻素含量的高低是评价花椒调味品质量的一个重要指标。目前花椒麻素物质的测定方法主要有紫外分光光度法、薄层层析法、高效液相分析(HPLC)和高效液相分析串联质谱法(HPLC-MS)等。其中薄层层析法常应用于定性检测，在定量检测时虽然操作简单、检测速度快，但结果重复性差、准确度低、且不适用于火锅底料等基质较为复杂的样品；紫外分光光度法简单快捷、成本低，但测量精确度低，在花椒麻素定量检测方面的应用受到一定限制；而高效液相分析(HPLC)、高效液相分析串联质谱法(HPLC-MS)检测精确度高，重复性好，适合干扰因素较多且难于去除杂质干扰的复杂基质食品的测定，但因分析仪器昂贵、检测操作繁琐、耗时长、无法便携、需要专业的操作人员等缺陷，难以在花椒调味品的常规检测中大规模应用。而应用电化学方法测定调味品中的花椒麻素含量有操作简单、检测快速、可移动性强、成本低、抗干扰性强等多种优点。

常规的用于电化学检测的水系电解溶液如PBS缓冲液、B-R缓冲液等，在混合含油混合物后溶液出现絮状物、分层情况，不适用于花椒油及火锅底料等含油脂调味品的电化学检测。1,4-二氧六环溶剂是一种既溶于水又溶于有机溶剂的极性溶剂，具有溶解含油脂类样品的能力，并能够溶解支持电解质以使含油混合液具有良好的导电性。而PBS缓冲液作为支持电解质可稳定pH值，并具有一定的导电性。目前，国内外还没有关于采用1,4-二氧六环为溶剂，PBS缓冲液为支持电解质的电解溶液配方用于电化学快速检测油性调味品中花椒麻素的相关研究报道。

发明内容

为了克服现有电解溶液配方在油性调味品中花椒麻素含量检测方面存在的混合溶液浑浊、分层、导电性差、背景干扰大等缺陷，本发明为油性调味品中花椒麻素的检测提供了一种电解溶液的配方，该电解溶液能与含油混合物形成均一稳定的混合溶液，并具有良好的导电性。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

首先提供一种电解溶液，由以下组分组成：极性溶剂和支持电解质；所述极性溶剂包括无水乙醇、1,4-二氧六环或1,2-二氯乙烷；所述支持电解质包括KCl乙醇溶液、PBS溶液或高氯酸锂乙醇溶液；

优选的，所述极性溶剂和支持电解质的体积比为3～7：2～6；所述电解质的浓度为0.1M。

其次提供电解溶液用于电化学快速检测油性调味品中花椒麻素含量的用途，包括以下步骤：

(1)制备样品的花椒麻素母液；

称取包含油脂成分的花椒调味品，质量为w，加入无水乙醇A，震荡摇匀，常温条件下进行超声浸提，得到粗提液；将粗提液进行离心，收集上清液；收集滤渣再加入无水乙醇B，震荡后再次离心，收集上清液；如此重复，混合多次收集的上清液，即为花椒麻素母液，记录总体积V，冷藏待用；整个步骤在避光条件下操作；

(2)取一定体积步骤(1)制备的花椒麻素母液，体积为V1，用电解溶液稀释，得到稀释后的溶液，即为第一次待检测溶液，体积为V2，利用三电极体系检测混合溶液中花椒酰胺物质的差分脉冲伏安曲线；

第二次称取花椒麻素母液，体积为V1，用电解溶液稀释至体积为V2，重新配制待检测溶液，然后加入体积为V3的α-SOH标准液，得到混合溶液，利用三电极体系检测混合溶液中花椒酰胺物质的差分脉冲伏安曲线；

第三次称取花椒麻素母液，体积为V1，用电解溶液稀释至体积为V2，重新配制待检测溶液，加入2倍V3体积的α-SOH标准液，利用三电极体系检测混合溶液中花椒酰胺物质的差分脉冲伏安曲线；

第四次称取花椒麻素母液，体积为V1，用电解溶液稀释至体积为V2，重新配制待检测溶液，加入3倍V3体积的α-SOH标准液，利用三电极体系检测混合溶液中花椒酰胺物质的差分脉冲伏安曲线；依此类推，重复操作；

最后以α-SOH标准液的质量浓度为横坐标，其对应的峰电流为纵坐标做线性回归，即得到标准加入法曲线，该曲线在横坐标上的截距绝对值即为花椒麻素母液V1中花椒麻素的含量，记为m；

(3)样品中花椒麻素含量的计算：

根据步骤(2)得到的花椒麻素母液V1中花椒麻素含量，进一步按下述公式换算得到样品的花椒麻素母液V的花椒麻素含量，即α-SOH当量含量：

公式中，M：花椒调味品样品中花椒麻素含量，μg/g；V2(mL)：待检测溶液的体积；m：花椒麻素母液V1中花椒麻素含量，μg/mL；V1(mL)：配置待检测溶液时使用的花椒麻素母液体积；V(mL)：提取样品的花椒麻素母液的总体积；w(g)：花椒调味品的样品质量。

优选的，步骤(1)中，所述的花椒调味品包括花椒油或火锅底料；所述的花椒调味品与无水乙醇A的用量比为(3～8)g：(6～8)mL；所述超声浸提时间为20～40min。

优选的，步骤(1)中，所述离心条件均为：转速2000～3000r/min，时间为5～10min。

优选的，步骤(1)中，所述滤渣和无水乙醇B的用量比为1g：(1-5)mL。

优选的，步骤(2)中，所述花椒麻素母液V1和待检测溶液V2的体积比为(0.2～1)：10。

优选的，步骤(2)中，所述花椒麻素母液V1与加入的α-SOH标准液V3的体积比为(10-80)：1；所述α-SOH标准溶液浓度为1.0–10.0g/L。

优选的，步骤(2)中，所述重复操作的次数为4～6次。

优选的，步骤(2)中，所述三电极体系组成为工作电极(玻碳电极)、参比电极(Ag/AgCl电极)、辅助电极(铂丝电极)；差分脉冲伏安法的检测条件参数为：正向扫描，+0.6 V-+1.2V；电位阶跃4mV；振幅0.05 V；脉宽0.05s；采样宽度0.0167s；脉冲周期0.5s。

有益效果：

本发明主要解决了现有油性调味品中花椒麻素含量检测存在的两个问题，一是现有的电解溶液配方在检测油性物质时出现絮状物、分层等情况，二是现有准确定量检测油性调味品中花椒麻素含量的方法所使用的仪器主要是HPLC-MS，仪器昂贵且笨重、分析时间长、不适于快速在线检测。

本发明提供的电解溶液配方，所用的1,4-二氧六环溶剂既能够溶解含油脂提取液，得到均一稳定的混合液，又能够溶解水溶性的支持电解质，具有一定的导电性，并且在检测时无背景干扰，为油性调味品中花椒麻素的电化学快速检测提供了一套新的电解溶液的制备方法。

本发明所述的电解溶液配方可实现油性调味品的电化学检测，其检测结果与HPLC-MS检测结果误差小于10％，具有检测快速、灵敏、简便、测量精度高，样品分析所需时间短(小于2分钟)，成本低，便于在线检测等优点。

附图说明

图1为1,4-二氧六环和PBS溶液组成的电解溶液，在不同体积配比条件下的峰电流图。

图2为标准加入法检测花椒油提取液中花椒麻素含量的差分脉冲伏安工作曲线。

图3为标准加入法检测火锅底料提取液中花椒麻素含量的差分脉冲伏安工作曲线。

图4为标准加入法得到的花椒油线性标准曲线示意图。

图5为标准加入法得到的火锅底料线性标准曲线示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和本质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换,均属于本发明的范围。

1、实验样品、试剂和仪器；

样品：花椒调味品选取花椒油及火锅底料样品，均购自镇江欧尚超市，花椒油品牌分别为：川老汇、凤球嘜、金龙鱼、乡王、仲景；火锅底料品牌分别为：大红袍、海底捞、金砖、三五、天味；

试剂：羟基-α-山椒素(Hydroxyl-α-sanshool,α-SOH)标准品购置于成都麦德生科技有限公司，纯度大于98％。二甲亚砜、无水乙醇，实验过程所使用的水均为去离子水，实验试剂均为分析纯；

仪器：电化学工作站(CHI660E，上海辰华仪器有限公司)用于差分脉冲伏安法的实验，三电极体系是：工作电极为3mm直径玻碳盘电极，参比电极为Ag/AgCl电极，对电极为铂丝电极；KH-50B数控超声波清洗器，PHS-3B酸度计，电子天平。

实施例1：

(1)电解溶液的制备，由以下组分组成：极性溶剂和支持电解质；所述极性溶剂选择1,4-二氧六环，支持电解质选择PBS溶液，浓度为0.1M；其中1,4-二氧六环和PBS溶液的体积比分别为2：7、3：6、4：5、5：4和6：3；以1,4-二氧六环和PBS溶液的体积比为横坐标、以相对应的峰电流为纵坐标得到电解溶液配方的优化结果图，如图1，从图1可以看出当1,4-二氧六环和PBS溶液的体积比为5：4时，相对应的峰电流最高，为最优的电解溶液配方；

(2)花椒麻素母液的制备：

分别准确称取花椒油及火锅底料样品，质量(w)为50g，加入250mL棕色具塞锥形瓶中(固态火锅底料需首先加热使油脂熔融)，加入乙醇的体积为75mL，超声浸提时间为20min；将粗提取液转入离心管中，在2000r/min的转速下离心5min，上清液收集至200mL棕色容量瓶中，滤渣加入50mL无水乙醇，涡旋震荡1min，在相同的离心条件下继续离心并收集上清液，滤渣中再加入50mL无水乙醇，震荡后离心，收集上清液如此重复3次，混合多次收集的上清液，即为花椒麻素母液体积(V)，经测量为200mL；

(3)标准加入法曲线的绘制：

检测花椒麻素含量的电化学方法使用的电化学工作站为CHI660E型，三电极系统为玻碳电极为工作电极；饱和Ag/AgCl为参比电极；铂丝电极为对电极；在+0.6-+1.2 V范围内进行差分脉冲伏安扫描，参数设定如下：电位增幅为4mV，振幅为50mV，脉冲宽度为0.05s，脉冲周期为0.5s，采样宽度为0.0167s；

第一次配置待检测溶液：吸取500μL花椒麻素提取母液，体积为V1，用电解液稀释定容至10mL，得到的混合液即为待检测溶液(V2)；

电解液组成为1,4-二氧六环和PBS(pH＝2，0.1M)(4:5,v/v)的混合溶液，然后将三电极体系置于待检测溶液中并根据标准加入法进行差分脉冲伏安法扫描，记录曲线；

准确称取羟基-α-山椒素(α-SOH)标准品2.63mg，然后用1mL无水乙醇将其溶解、稀释、定容，配制成浓度为2.63g/Lα-SOH母液，放置-20℃条件下冷藏备用；

采用标准加入法对提取母液中花椒麻素的含量进行测定，本实例采用4次加标；称取500μL花椒麻素提取母液，用电解液稀释定容至10mL，配制待检测溶液，在待检测溶液中加入α-SOH标准品母液10μL，记录待检测溶液及加标检测溶液的差分脉冲伏安曲线图；第二次称取电解溶液和花椒麻素母液，重新配制待检测溶液，与第一次配置待检测溶液的体积和浓度相同；在待检测溶液中加入20μL的α-SOH标准液，记录差分脉冲伏安曲线图；第三次称取电解溶液和花椒麻素母液，重新配制待检测溶液，与第一次配置待检测溶液的体积和浓度相同；加入30μL的α-SOH标准液，记录差分脉冲伏安曲线图；第四次称取电解溶液和花椒麻素母液，重新配制待检测溶液，与第一次配置待检测溶液的体积和浓度相同；加入40μL的α-SOH标准液，记录差分脉冲伏安曲线图；其中重新配制待检测溶液均是吸取500μL花椒麻素提取母液，用电解液定容至10mL；将电解溶液对照以及待检测溶液加标前后的差分脉冲伏安图进行叠加，如图2与图3所示，其中图2为标准加入法检测花椒油提取液中花椒麻素含量的差分脉冲伏安工作曲线，图3为标准加入法检测火锅底料提取液中花椒麻素含量的差分脉冲伏安工作曲线；

以α-SOH标准液质量浓度为横坐标，对应的峰电流为纵坐标做线性回归，即得到标准加入法曲线，此曲线在横坐标上的截距绝对值即为待测提取液中花椒麻素的含量，如图4与图5所示，其中图4为标准加入法得到的花椒油线性标准曲线示意图，图5为标准加入法得到的火锅底料线性标准曲线示意图；

(4)花椒麻素含量的计算：

根据绘制的标准加入法曲线计算得到待检测溶液中的花椒麻素含量，进一步按下述公式换算得到花椒油及火锅底料样品中的花椒麻素含量(即α-SOH当量含量)：

公式中，M：花椒调味品样品中花椒麻素含量，μg/g；V2(mL)：待检测溶液的体积；m：花椒麻素母液V1中花椒麻素含量，(依据标准加入法曲线计算)，μgα-SOH当量/mL；V1(mL)：配置待检测溶液时使用的花椒麻素母液体积；V(mL)：提取样品的花椒麻素母液的总体积；w(g)：花椒调味品的样品质量。

(5)验证实验：

分别对五种花椒油及五种火锅底料提取液采用HPLC-MS法检测其花椒麻素含量，以验证电化学法检测结果；HPLC-MS检测以α-SOH标准品为标样，用无水乙醇溶解α-SOH配成一系列不同浓度的溶液进行液相色谱检测，以α-SOH含量作横坐标，峰面积作纵坐标绘制标准曲线。分别取500μL样品提取液用无水乙醇定容至10mL，吸取1.5mL经0.22μm滤膜过滤后进行液相色谱检测；以保留时间在32-34min的峰为目标峰，根据计算所得的峰面积之和和标准曲线对应的线性回归方程，计算得出提取液中的花椒麻素含量，再根据步骤(4)中所述公式换算得到花椒油及火锅底料中的花椒麻素含量；电化学检测方法与HPLC-MS测定的花椒麻素含量如表1、表2所示。

表1花椒油电化学(DPV)法与HPLC-MS测定结果比较

^a为三次测定的平均值

表2火锅底料电化学法(DPV)与HPLC-MS测定结果比较

(6)加标回收实验

选取乡王、金龙鱼花椒油以及大红袍、海底捞火锅底料样品进行加标实验，计算加标回收率，其结果如表3所示：

表3样品加标回收测定结果

每个样品平行测定3次的相对标准偏差均低于5％，说明本发明方法实际测定时精密度好；加标回收率在93.94％～109.51％，说明该方法具有很好的准确性。

基于上述实验结果可以看到，本发明检测复杂基质食品中的花椒麻素含量的电化学方法操作简单、准确、快速、检测成本低，满足实际工作中对花椒麻素含量检测的需要。

说明：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种电解溶液，其特征在于，由以下组分组成：极性溶剂和支持电解质；所述极性溶剂包括无水乙醇、1,4-二氧六环或1,2-二氯乙烷；所述支持电解质包括KCl乙醇溶液、PBS溶液或高氯酸锂乙醇溶液。

2.根据权利要求1所述的电解溶液，其特征在于，所述极性溶剂和支持电解质的体积比为3～7：2～6；所述电解质的浓度为0.1M。

3.根据权利要求1或2所述的电解溶液用于电化学快速检测油性调味品中花椒麻素含量的用途，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备样品的花椒麻素母液；

称取包含油脂成分的花椒调味品，质量为W，加入无水乙醇A，震荡摇匀，常温条件下进行超声浸提，得到粗提液；将粗提液进行离心，收集上清液；收集滤渣再加入无水乙醇B，震荡后再次离心，收集上清液；如此重复，混合多次收集的上清液，即为花椒麻素母液，记录总体积V，冷藏待用；整个步骤在避光条件下操作；

(2)取一定体积步骤(1)制备的花椒麻素母液，体积为V1，用电解溶液稀释，得到稀释后的溶液，即为第一次待检测溶液，体积为V2，利用三电极体系检测混合溶液中花椒酰胺物质的差分脉冲伏安曲线；

第二次称取花椒麻素母液，体积为V1，用电解溶液稀释至体积为V2，重新配制待检测溶液，然后加入体积为V3α-SOH标准液，得到混合溶液，利用三电极体系检测混合溶液中花椒酰胺物质的差分脉冲伏安曲线；

第三次称取花椒麻素母液，体积为V1，用电解溶液稀释至体积为V2，重新配制待检测溶液，加入2倍V3体积的α-SOH标准液，利用三电极体系检测混合溶液中花椒酰胺物质的差分脉冲伏安曲线；

第四次称取花椒麻素母液，体积为V1，用电解溶液稀释至体积为V2，重新配制待检测溶液，加入3倍V3体积的α-SOH标准液，利用三电极体系检测混合溶液中花椒酰胺物质的差分脉冲伏安曲线；依此类推，重复操作；

最后以α-SOH标准液的质量浓度为横坐标，其对应的峰电流为纵坐标做线性回归，即得到标准加入法曲线，该曲线在横坐标上的截距绝对值即为花椒麻素母液V1中花椒麻素的含量，记为m；

(3)样品中花椒麻素含量的计算：

根据步骤(2)得到的花椒麻素母液V1中花椒麻素含量，进一步按下述公式换算得到样品的花椒麻素母液V的花椒麻素含量，即α-SOH当量含量：

公式中，M：花椒调味品样品中花椒麻素含量，μg/g；V2：待检测溶液的体积，mL；m：花椒麻素母液V1中花椒麻素含量，μg/mL；V1：配置待检测溶液时使用的花椒麻素母液体积，mL；V：提取样品的花椒麻素母液的总体积，mL；W：花椒调味品的样品质量，g。

4.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，步骤(1)中，所述的花椒调味品包括花椒油或火锅底料；所述的花椒调味品与无水乙醇A的用量比为3～8g：6～8mL；所述超声浸提时间为20～40min。

5.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，步骤(1)中，所述离心条件均为：转速2000～3000r/min，时间为5～10min。

6.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，步骤(1)中，所述滤渣和无水乙醇B的用量比为1g：1-5mL。

7.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，步骤(2)中，所述花椒麻素母液V1和待检测溶液V2的体积比为0.2～1：10。

8.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，步骤(2)中，所述花椒麻素母液V1与加入的α-SOH标准液V3的体积比为(10-80)：1；所述α-SOH标准溶液浓度为1.0–10.0g/L。

9.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，步骤(2)中，所述重复操作的次数为4～6次。

10.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，步骤(2)中，所述三电极体系组成为工玻碳电极、Ag/AgCl电极、铂丝电极；差分脉冲伏安法的检测条件参数为：正向扫描，+0.6V-+1.2V；电位阶跃4mV；振幅0.05V；脉宽0.05s；采样宽度0.0167s；脉冲周期0.5s。