CN113295830A - 一种简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人及检测方法，包括有用于提供滴定酸碱试剂以及回收试液的供排液装置；用于分离待测试液中与焦糖色素无关杂质的电泳装置；用于浓缩显示试液中焦糖色素成分的色谱过滤装置；通过将葡萄酒进行加液、等电点滴定、电泳分离、pH调整、色谱过滤显色等步骤，最后与浓度为规定浓度上限值的焦糖色素水溶液色谱过滤显色结果进行比对，通过显示区域判断是否含有焦糖色素，通过颜色深浅判定浓度否超标的方法对葡萄酒中焦糖色素浓度进行检测；避免了通过检测效率低下，实验过程繁琐的实验室色谱分析法进行测定，极大地提高了检测的灵活性和检测效率。

Description

一种简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人及检测方法

技术领域

本发明涉及食品检测领域，尤其涉及一种简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人及检测方法。

背景技术

焦糖色素是一种利用糖类物质在高温下脱水、分解和聚合，发生褐变反应生成的复杂红褐色或黑褐色混合物，广泛应用于食品、药品、饮料等领域；焦糖色素按照生产方法可分为普通焦糖、苛性亚硫酸盐焦糖、氨法焦糖以及亚硫酸氨法焦糖，其中利用氨盐作为催化剂的氨法焦糖以及亚硫酸氨法焦糖在生产过程中会产生一种具有致癌作用的副产物4-甲基咪唑；

葡萄酒中所用的耐酸焦糖色素为通过铵盐作为催化剂的亚硫酸氨法焦糖，目前有一部分葡萄酒生产厂商通过向低年份葡萄酒中加入过量焦糖色素加深葡萄酒体颜色，影响消费者对葡萄酒年份的判断；目前食品中焦糖色素检测均通过色谱仪进行检测，其具有检测准确度高、可进行定量检测的优点，但是也存在试样制备复杂、实验条件苛刻、检测设备繁多、检测效率低下等局限性，无法适用于对快速灵活性要求较高的现场实时检测场景。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供能够快速灵活对葡萄酒中焦糖色素进行检测的一种简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人及检测方法。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人，包括有用于分离待测试液中与焦糖色素无关杂质的电泳装置、用于对电泳装置中槽液pH值进行调整的酸碱滴定装置以及用于对电泳除杂液进行过滤显色的色谱过滤装置；

所述电泳装置包括有用于对待测葡萄酒试液进行电泳除杂的第一电泳单元、第二电泳单元和第三电泳单元；所述第一电泳单元、第二电泳单元和第三电泳单元结构相同，均包括有电泳槽体以及固定安装于电泳槽体两端的正极板以及负极板；所述电泳装置还包括有用于盛装焦糖色素水溶液的第一盛放槽；所述第一盛放槽内的焦糖色素水溶液浓度与待测葡萄酒液中允许的焦糖色素最高浓度值相等；所述第一盛放槽与所述电泳槽体结构相同；所述第一电泳单元、第二电泳单元、第三电泳单元以及第一盛放槽上方还设置有可以将电泳槽体进行隔断的隔离组件；

所述色谱过滤装置包括有与所述第一电泳单元、第二电泳单元、第三电泳单元以及第一盛放槽对应的第一显色单元、第二显色单元、第三显色单元以及第四显色单元。

本发明进一步的，所述第一电泳单元、第二电泳单元、第三电泳单元还均包括有用于盛放待测葡萄酒液的电泳槽体、用于自动检测待测葡萄酒液pH值的pH传感器、用于对待测葡萄酒液进行搅拌的压电超声振动片。

本发明进一步的，所述色谱过滤装置顶部还设置有用于进液的上进液管，底部还设置有用于排液的排液管；所述第一显色单元、第二显色单元、第三显色单元以及第四显色单元结构相同，均由填充于壳体内部独立空间内的吸附颗粒组成。

本发明进一步的，所述酸碱滴定装置固定安装于所述电泳装置正上方，其包括有第一滴定组件、第二滴定组件以及第三滴定组件；所述第一滴定组件、第二滴定组件以及第三滴定组件分别与第一电泳单元、第二电泳单元以及第三电泳单元相对应。

本发明进一步的，所述隔离组件包括有可在竖直方向上下移动的升降架和对所述电泳槽体进行隔离的隔离片；所述升降架中部开设有多个与所述第一电泳单元、第二电泳单元、第三电泳单元以及第一盛放槽位置相对应的第二通孔；所述隔离片安装于各第二通孔长度方向两侧面上；所述同一第三通孔内的隔离片间距小于所述电泳槽体的长度。

本发明进一步的，还包括有对所述第一显色单元、第二显色单元、第三显色单元以及第四显色单元进行自动拍照比对的检测比对装置；

本发明的有益效果为：

1、通过将待测葡萄酒液的前处理装置、电泳分离装置、后处理装置、色谱过滤装置以及对比判定装置进行整合，实现对葡萄酒中焦糖色素浓度进行灵活快速检测；

2、同时设置三组检测试样，将其pH值控制在焦糖色素等电点±3％范围内，防止因焦糖色素产品质量波动造成等电点偏移，在电泳分离过程中被部分分离，造成检测误差，提高了检测结果的准确性。

利用上述任意一种简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人方案，得到一种对葡萄酒中焦糖色素的检测方法，包括以下步骤：

S1、向第一电泳单元、第二电泳单元、第三电泳单元中加入等体积待测葡萄酒液，向第一盛放槽内加入浓度与待测葡萄酒液中允许的焦糖色素最高浓度值相等的焦糖色素水溶液；

S2、通过酸碱滴定装置向第一电泳单元、第二电泳单元、第三电泳单元中滴加酸液或碱液，调整第一电泳单元内葡萄酒液pH值至焦糖色素等电点pH值；调整第二电泳单元内葡萄酒液pH值至焦糖色素等电点pH值以下3％；调整第三电泳单元内葡萄酒液pH值至焦糖色素等电点pH值以上3％；

S3、接通电源，对第一电泳单元、第二电泳单元、第三电泳单元内的葡萄酒液进行电泳处理；

S4、电泳处理完成后，通过隔离组件将第一电泳单元、第二电泳单元、第三电泳单元电泳槽体中部区域与电泳槽体两端正极板和负极板附近聚集的杂质色素的区域进行隔离，使得杂质色素与焦糖色素分离，处于电泳槽体中部区域的槽液为焦糖色素聚集区；同时通过隔离组件将第一盛放槽分隔，保证第一盛放槽中部区域体积相等；

S5、通过酸碱滴定装置向第一电泳单元、第二电泳单元、第三电泳单元中滴加酸液或碱液，调整第一电泳单元、第二电泳单元、第三电泳单元电泳槽体中部区域内槽液的pH值至与第一盛放槽中部区域pH值相等；

S6、将第一电泳单元、第二电泳单元、第三电泳单元以及第一盛放槽中部区域内的槽液通入对应的第一显色单元、第二显色单元、第三显色单元以及第四显色单元中进行过滤显色，得到相应的过滤色谱；

S7、将第一显色单元、第二显色单元、第三显色单元得到的过滤色谱与第四显色单元得到的过滤色谱进行比对：在第四显色单元过滤色谱颜色加深区域内，若第一显色单元、第二显色单元、第三显色单元得到的过滤色谱也出现颜色加深现象，则判定为该葡萄酒样品检出焦糖色素，反之则判定为未检出；若第一显色单元、第二显色单元、第三显色单元得到的过滤色谱在该区域内颜色比第四显色单元得到的过滤色谱深，则判定为该葡萄酒样品焦糖色素浓度超出允许的焦糖色素浓度值，反之则判定为该葡萄酒样品焦糖色素浓度未超出允许的焦糖色素浓度值。

本方法相对现有食品中焦糖色素检测方法具有以下有益效果：

通过将待测葡萄酒pH值调整至焦糖色素等电位点，利用电泳装置对其他有色杂质进行分离后，将分离液以及规定浓度值上限的焦糖色素水溶液同时通入色谱过滤装置的不同显色单元进行过滤显色，再将葡萄酒显色单元颜色分布和色泽与水溶液组显色单元进行对比检测葡萄酒中焦糖色素的方法，避开了试样处理复杂、检测设备繁多的色谱法检测，使得检测更为快速灵活。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的电泳装置图；

图3是本发明的供电固定装置立体图；

图4是本发明的隔离组件立体图；

图5是本发明的电泳单元立体图；

图6是本发明的酸碱滴定装置立体图；

图7是本发明的色谱过滤板半剖立体图；

图8是本发明的检测比对装置立体图；

图9是本发明的供排液装置立体图；

图10是本发明的检测方法示意图；

附图标记说明：1、供排液装置；2、电泳装置；3、色谱过滤装置；4、检测比对装置；21、供电固定装置；211、固定座；211a、第一通孔；211b、第一导向孔；211c、第一凹槽；211d、第一凸台；211e、第二凸台；212、导电弹片；22、电推杆；23、隔离组件；231、升降架；231a、第一导向杆；231b、第二通孔；231c、第二凹槽；231d、连接耳；232、隔离片；24a、第一电泳单元；24b、第二电泳单元；24c、第三电泳单元；241、电泳槽体；241a、第三凹槽；241b、排液管；242、压电超声振动片；243、pH传感器；244、负极板；244a、导电柱；245、正极板；25、酸碱滴定装置；25a、第一滴定组件；25b、第二滴定组件；25c、第三滴定组件；251、滴定板；251a、碱液接口；251b、酸液接口；251c、碱液滴定头；251d、酸液滴定头；252、第一电磁阀；253、第二电磁阀；26、第一盛放槽；3a、第一显色单元；3b、第二显色单元；3c、第三显色单元；3d、第四显色单元；31、下出液管组；32、壳体；34、上进液管；34a、进液孔；34b、缓冲腔；34c、分散孔；35、第三电磁阀；41、支架；41a、第三通孔；41b、第四通孔；42、相机；11、废液盒；12、碱液盒；13、碱液泵；14、碱液管；15、酸液盒；16、酸液泵；17、酸液管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1到图9所示，本实施例所述的一种简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人，包括有用于分离待测试液中与焦糖色素无关杂质的电泳装置2、用于对电泳装置2中槽液pH值进行调整的酸碱滴定装置25以及用于对电泳除杂液进行过滤显色的色谱过滤装置3；

所述电泳装置2包括有用于对待测葡萄酒试液进行电泳除杂的第一电泳单元24a、第二电泳单元24b和第三电泳单元24c；所述第一电泳单元24a、第二电泳单元24b和第三电泳单元24c结构相同，均包括有电泳槽体241以及固定安装于电泳槽体241两端的正极板245以及负极板244；所述电泳装置2还包括有用于盛装焦糖色素水溶液的第一盛放槽26；所述第一盛放槽26内的焦糖色素水溶液浓度与待测葡萄酒液中允许的焦糖色素最高浓度值相等；所述第一盛放槽26与所述电泳槽体241结构相同；所述第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c以及第一盛放槽26上方还设置有可以将电泳槽体241进行隔断的隔离组件23；

所述色谱过滤装置3包括有与所述第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c以及第一盛放槽26对应的第一显色单元3a、第二显色单元3b、第三显色单元3c以及第四显色单元3d。

本实施例具体工作方式为：工作时，分别将等体积的待测葡萄酒液加入第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c中；将浓度与待测葡萄酒液中允许的焦糖色素最高浓度值相等的焦糖色素水溶液加入第一盛放槽26内；添加完成后测定第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c以及第一盛放槽26内溶液的pH值，根据测定的PH值，分别通过电泳装置2上方的酸碱滴定装置25向第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c内滴加酸液或碱液，调整第一电泳单元24a内葡萄酒液的pH值至焦糖色素等电点；调整第二电泳单元24b内葡萄酒液的pH值至大于第一电泳单元24a内葡萄酒液的pH值3％；调整第三电泳单元24c内葡萄酒液的pH值至小于第一电泳单元24a内葡萄酒液的pH值3％；此时由于第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c内的葡萄酒液pH值均处于焦糖色素等电点附近，葡萄酒液内的焦糖色素处于电中性或者低电性状态，而槽液中的其他杂质色素则表现为高电性状态；调整完毕后接通电泳电源，槽液内表现高电性状态的杂质色素在电场力作用下发生电泳以较快的移动速度向电泳槽体241两端的正极板245和负极板244运动发生聚集；表现为电中性或者低电性状态的焦糖色素在电场力作用下则不发生移动或者移动速度远小于其他高电性状态的杂质色素，从而处于电泳槽体241中部。电泳过程中当电泳槽体241内正极板245和负极板244附近区域颜色不发生明显加深后，隔离组件23将正极板245与负极板244附近区域聚集的杂质色素与处于电泳槽体241中部区域的焦糖色素进行隔离；同时通过隔离组件23将第一盛放槽26分隔，保证第一盛放槽26中部区域体积与第一电泳单元24a、第二电泳单元24b以及第三电泳单元24c分隔后的中部区域体积相等；完成后，通过电泳装置2顶部的酸碱滴定装置25向第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c中滴加酸液或碱液，调整第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c电泳槽体241中部区域内槽液的pH值至与第一盛放槽26中部区域pH值相等；

完成pH值调整后，将第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c以及第一盛放槽26中部区域内的槽液通入色谱过滤装置3中对应的第一显色单元3a、第二显色单元3b、第三显色单元3c以及第四显色单元3d进行过滤显色，得到相应的过滤色谱；将第一显色单元3a、第二显色单元3b、第三显色单元3c得到的过滤色谱与第四显色单元3d得到的过滤色谱进行比；焦糖色素含量的判断方法为：在第四显色单元3d过滤色谱颜色加深区域内，若第一显色单元3a、第二显色单元3b、第三显色单元3c得到的过滤色谱也出现颜色加深现象，则判定为该葡萄酒样品检出焦糖色素，反之则判定为未检出；若第一显色单元3a、第二显色单元3b、第三显色单元3c得到的过滤色谱有任意一组在该区域内颜色比第四显色单元3d得到的过滤色谱深，则判定为该葡萄酒样品焦糖色素浓度超出允许的焦糖色素浓度值，反之则判定为该葡萄酒样品焦糖色素浓度未超出允许的焦糖色素浓度值。

本实施例的有益效果为：通过将葡萄酒液进行等电点滴定处理，使其中的焦糖色素处于等点电，随后通过电泳方式对试剂液中的其他影响观察的物质去除，并对存留试液进pH值调整后，通过色谱过滤装置3使电泳分离液中的焦糖色素富集显色；同时将已知浓度的焦糖色素水溶液作为参考组，通过将其他三组葡萄酒分离液在显色单元上被截留富集的位置和颜色深度与焦糖色素水溶液组进行对比，判定焦糖色素是否存在以及是否超标；操作过程简单快速，避免了采用液相色谱法繁复的试样处理过程和严苛的实验条件，提高了检测灵活性和检测效率；同时设置三组葡萄酒试样，将其pH值控制在焦糖色素等电点±3％范围内，防止因焦糖色素产品质量波动等电点偏移，造成电泳分离过程中被部分焦糖色素被分离，导致检测误差，提高了检测结果的准确性。

基于上述实施例，进一步的，所述所述第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c还均包括有用于盛放待测葡萄酒液的电泳槽体241、用于自动检测待测葡萄酒液pH值的pH传感器243、用于对待测葡萄酒液进行搅拌的压电超声振动片242。

具体的，第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c的电泳槽体241左右两端均对称开设有上下方向贯通的第三凹槽241a；正极板245和负极板244的背面设置有圆柱形的导电柱244a；该导电柱244a裸露于所述第三凹槽241a中部；压电超声振动片242对称固定安装于电泳槽体241前后两外侧面上；电泳槽体241底部中心位置设置有用于排出槽内液体的排液管241b；排液管241b管口高于电泳槽底面；排液管241b左右两侧还对称设置有两组用于检测电泳槽内葡萄酒液pH值的pH传感器243。

实际使用时，第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c的正负极板244与供电固定装置21电气连通，槽液盛放于电泳槽体241内，在对电泳槽体241内滴加酸液或碱液调整pH值时，电泳槽体241前后两外侧面上的压电超声振动片242工作，对槽液进行超声波搅拌，使得加入葡萄酒液的酸液和碱液更迅速地分散于槽液中；滴定过程中，电泳槽体241底部设置的pH值传感器实时检测槽液pH值变化情况，到达指定值即停止滴加；电泳完成后槽液从电泳槽体241底部的排液管241b排出电泳槽。排液管241b管口高于电泳槽体241底面，可有效防止电泳槽体241底部在pH值调整以及电泳过程中产生的沉淀物通过管口进入色谱过滤装置3内造成堵塞，提高了装置可靠性；同时压电超声振动片242以及pH传感器243的设置也提高了槽液pH值调整的效率，减少了检测耗时。

基于上述实施例，进一步的，所述色谱过滤装置3顶部还设置有用于进液的上进液管34，底部还设置有用于排液的排液管241b；所述第一显色单元3a、第二显色单元3b、第三显色单元3c以及第四显色单元3d结构相同，均由填充于壳体32内部独立空间内的吸附颗粒组成。

具体的，上进液管34顶端设置有多个用于槽液通过的进液孔34a，进液孔34a上分别连接有用于控制进液量的第三电磁阀35；第三电磁阀35另一端与第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c以及第一盛放槽26的排液管241b连通；上进液管34内设置有多个用于对槽液进行减速的缓冲腔34b；缓冲腔34b下表面设置有多组用于对待测试液进行分散的与各显色单元连通的分散孔34c；

具体的，色谱过滤单元还包括有用于形成盛装吸附颗粒独立空间的壳体32；该壳体32为透明材质，优选为石英玻璃，便于观察者对各显色单元颜色变化的观察；

具体的，吸附颗粒为白色，优选为氯化钙微粒，颗粒直径0.8-5um，以保证良好的透水性以及色素吸附性；

工作时，处理完成的槽液通过上进液管34顶部的第三电磁阀35，经进液管上的进液孔34a流入缓冲腔34b，在缓冲腔34b内缓冲减速后经过缓冲腔34b底部的分散孔34c进入各显色单元内；由于分散孔34c直径较小，使得分散孔34c内的槽液在表面张力作用下减速，而显色单元内盛装的吸附颗粒之间存在微间隙，分散孔34c内的槽液在虹吸效应下向下运动，使得槽液以恒定速度自上而下通过各显示单元；由于色谱填料对槽液中的带电大分子具有吸附作用，且对于带不同电性的物质吸附作用强弱不同，使得槽液内的焦糖色素等有色大分子被吸附截留于各显色单元中的固定区域内，而其他杂质分子分布于其他区域内，形成过滤色谱；由于第四显色单元3d内的槽液为焦糖色素的水溶液，不含其他杂质分子，通过第四显色单元3d即可得出焦糖色素在过滤色谱上的分布区域；同时，第四显色单元3d中焦糖色素的浓度为葡萄酒液中允许的焦糖色素最高浓度值，以第四显色单元3d形成的过滤色谱为对比组，对第一显色单元3a、第二显色单元3b以及第三显色单元3c形成的过滤色谱在焦糖色素分布区域内颜色深浅，与其进行比对，即可判断相应的槽液中焦糖色素浓度是否超出规定限值。

基于上述实施例，进一步的，所述酸碱滴定装置25固定安装于所述电泳装置2正上方，其包括有第一滴定组件25a、第二滴定组件25b以及第三滴定组件25c；所述第一滴定组件25a、第二滴定组件25b以及第三滴定组件25c分别与第一电泳单元24a、第二电泳单元24b以及第三电泳单元24c相对应。

具体的，酸碱滴定装置25的第一滴定组件25a、第二滴定组件25b和第三滴定组件25c结构相同，均包含有一个酸液滴定头251d和碱液滴定头251c以及用于控制酸液滴定头251d和碱液滴定头251c滴定量的第一电磁阀252和第二电磁阀253；酸液滴定头251d与碱液滴定头251c均固定安装于滴定板251上，滴定板251上设置有酸液接口251b和碱液接口251a，用于输入酸液和碱液；

本实施例中，进一步的，电泳装置2下方还设置有对酸碱滴定装置25进行供液以及对检测后废液进行回收的供排液装置1；供排液装置1的左侧设置有用于盛装碱液的碱液盒12以及用于泵出碱液的碱液泵13和与滴定板251上碱液接口251a连通的碱液管14；供排液装置1的右侧设置有用于盛装酸液的酸液盒15以及用于泵出酸液的酸液泵16和与滴定板251上酸液接口251b连通的酸液管17；底部还设置有与色谱过滤装置3的下出液管连通的用于储存检测废液的废液盒11；

工作时，碱液泵13将碱液从碱液盒12中泵出并通过碱液管14输送至滴定板251；酸液泵16将酸液从酸液盒15中泵出并通过酸液管17输送至滴定板251；通过色谱过滤装置33过滤显色后的废液进入与其连通的废液盒11中储存。通过pH值传感器对第一电泳单元24a、第二电泳单元24b以及第三电泳单元24c中pH值的测量，与目标pH值进行比对，根据差值控制酸碱滴定装置25的第一电磁阀252和第二电磁阀253通过酸液滴定头251d和碱液滴定头251c对第一电泳单元24a、第二电泳单元24b以及第三电泳单元24c进行pH值自动滴定，提高了槽液pH调整的效率和准确度，进而提高了整个检测过程的操作便利度和检测效率。

基于上述实施例，进一步的，所述隔离组件23包括有可在竖直方向上下移动的升降架231和对所述电泳槽体241进行隔离的隔离片232；所述升降架231中部开设有多个与所述第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c以及第一盛放槽26位置相对应的第二通孔231b；所述隔离片232安装于各第二通孔231b长度方向两侧面上；所述同一第三通孔41a内的隔离片232间距小于所述电泳槽体241的长度。

具体的，第二通孔231b为宽度与电泳槽宽度相等，长度小于电泳槽长度的矩形结构；升降架231底面上开设有贯穿其长度方向的用于避开所述酸碱滴定装置25的第二凹槽231c；升降架231底面上还设置有多个位于第二通孔231b左右两侧并用于导向的第一导向杆231a；升降架231两侧还对称设置有用于与电推杆22连接的连接耳231d。

具体的，电泳装置2还包括用于对第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c以及第一盛放槽26进行供电固定的供电固定装置21；供电固定装置21两侧设置有电推杆22；供电固定装置21的底座为凹字型结构，底座底面开设有多个用于排液管241b通过的第一通孔211a；凹形面两侧立面上对称设置有多个用于与第一盛放槽26以及第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c的第三凹槽241a卡接配合的第二凸台211e；第二凸台211e左右两部分之间还对称固定安装有用于与所述导电柱244a弹性接触的导电弹片212；底座顶面左右两侧还对称设置有与第一导向柱配合的第一导向孔211b；底座左右两侧对称开设有第一凹槽211c，第一凹槽211c底部对称设置有用于安装电推杆22的第一凸台211d；隔离组件23通过第一导向柱插接于第一导向孔211b内，在电推杆22驱动下带动隔离片232升降，插入电泳槽内，对电泳槽进行分区隔离。

工作时，第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c以及第一盛放槽26通过第三凹槽241a依次固定卡接于底座的第二凸台211e上；第一电泳单元24a、第二电泳单元24b和第三电泳单元24c正、负极板244的导电柱244a压接于导电弹片212之间，与供电固定装置21电气连接；固定连接于第一凸台211d上的电推杆22的活动部分与升降架231固定连接，升降板上的多个用于加料的第二通孔231b位于电泳槽体241正上方；所述隔离片232对称固定安装于第二通孔231b沿电泳槽长度方向的两侧，左右两隔离片232在长度方向上与正负极板244保持有一定距离；在进行加料、等电点滴定以及电泳分离过程中，隔离组件23处于上升状态，当电泳分离完毕后，电推杆22带动隔离片232下探，使得隔离片232插入电泳槽内，将电泳槽体241分割为正极区域，中部区域以及负极区域，正、负极区域富集的其他杂质色素与中间区域内的焦糖色素被分离；

通过将隔离组件23以插接方式与底座连接，同时电泳单元设置有卡接固定的方式，便于根据实际需要对各电泳单元进行快速的拆卸和添加，从而实现根据不同检测需求对装置进行适应性调整，提高了装置的检测灵活性。

基于上述实施例，进一步的，所述简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人还包括有对所述第一显色单元3a、第二显色单元3b、第三显色单元3c以及第四显色单元3d进行自动拍照比对的检测比对装置4；

具体的，检测比对装置4还包括用于对第一显色单元3a、第二显色单元3b、第三显色单元3c以及第四显色单元3d进行拍照的相机42以及用于安装相机42的支架41；支架41为矩形空心结构，前侧设置有用于透光的第三通孔41a，后侧设置有用于安装所述相机42的第四通孔41b。

当槽液完成在色谱过滤装置3中的过滤后，安装于相机42支架41上并位于色谱过滤装置3中部的相机42对第一显色单元3a、第二显色单元3b、第三显色单元3c以及第四显色单元3d进行拍照，并将第一显色单元3a、第二显色单元3b、第三显色单元3c照片自动与第四显色单元3d的照片的变色区域位置及颜色深度进行比对，判断该组槽液内是否含有焦糖色素以及浓度是否超标；通过拍照自动比对，有效避免了人为比对所产生的测量以及在对颜色主观判断过程中产生的误差，提高了数据采集分析的可靠性。

如图1至图10所示，利用以上所述任意一种简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人对葡萄酒中焦糖色素的检测方法，包括以下步骤：

步骤S1：向第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c中加入等体积待测葡萄酒液，向第一盛放槽26内加入浓度与待测葡萄酒液中允许的焦糖色素最高浓度值相等的焦糖色素水溶液；

此步骤中，葡萄酒液添加前需敞口静置10-15min，以使其中挥发性成分充分逸散，防止电泳过程中产生气泡；添加量不超过电泳槽体241总容量的2/3，防止隔离片232下探插入电泳槽体241后造成槽液溢出；

步骤S2：通过酸碱滴定装置25向第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c中滴加酸液或碱液，调整第一电泳单元24a内葡萄酒液pH值至焦糖色素等电点pH值；调整第二电泳单元24b内葡萄酒液pH值至焦糖色素等电点pH值以下3％；调整第三电泳单元24c内葡萄酒液pH值至焦糖色素等电点pH值以上3％；

此步骤中，第四电泳单元槽液不做任何处理，第一电泳单元24a液调整至焦糖色素等电点pH值，第二电泳单元24b24槽液调整至低于焦糖色素等电点pH值3％，第三电泳单元24c24槽液调整至高于焦糖色素等电点pH值3％，避免因焦糖色素等电点误差造成检测结果偏低；

步骤S3：接通电源，对第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c内的葡萄酒液进行电泳处理；

此步骤中，电压要求为DC3V,电流要求为25mA±2％，电泳时间为3min；

步骤S4：电泳处理完成后，通过隔离组件23将第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c电泳槽体241中部区域与电泳槽体241两端正极板245和负极板244附近聚集的杂质色素的区域进行隔离，使得杂质色素与焦糖色素分离，处于电泳槽体241中部区域的槽液为焦糖色素聚集区；同时通过隔离组件23将第一盛放槽26分隔，保证第一盛放槽26中部区域体积相等；

此步骤中隔离片232下探速度应小于2mm/s，以避免下探速度过快造成电泳槽液流波动，导致分离物扩散；下探过程中应持续通电，直至隔离片232下探分隔完成；

步骤S5：通过酸碱滴定装置25向第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c中滴加酸液或碱液，调整第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c电泳槽体241中部区域内槽液的pH值至与第一盛放槽26中部区域pH值相等；

此步骤中，通过将中部隔离空间内的槽液pH值调整至与第四电泳单元槽液pH值相等，使得槽液内焦糖色素带电状态相同，保证过滤过程中色谱填料对各槽中焦糖色素吸附能力的一致性；

步骤S6：将第一电泳单元24a、第二电泳单元24b、第三电泳单元24c以及第一盛放槽26中部区域内的槽液通入对应的第一显色单元3a、第二显色单元3b、第三显色单元3c以及第四显色单元3d中进行过滤显色，得到相应的过滤色谱；

此步骤中，色谱过滤装置3内的吸附颗粒对槽液中焦糖色素吸附作用大小可通过调整色谱填料粒径大小以及槽液pH值进行控制；

步骤S7：将第一显色单元3a、第二显色单元3b、第三显色单元3c得到的过滤色谱与第四显色单元3d得到的过滤色谱进行比对：在第四显色单元3d过滤色谱颜色加深区域内，若第一显色单元3a、第二显色单元3b、第三显色单元3c得到的过滤色谱也出现颜色加深现象，则判定为该葡萄酒样品检出焦糖色素，反之则判定为未检出；若第一显色单元3a、第二显色单元3b、第三显色单元3c得到的过滤色谱在该区域内颜色比第四显色单元3d得到的过滤色谱深，则判定为该葡萄酒样品焦糖色素浓度超出允许的焦糖色素浓度值，反之则判定为该葡萄酒样品焦糖色素浓度未超出允许的焦糖色素浓度值。

此步骤中，由于槽液pH值偏离槽液中焦糖色素实际等电点，将会有一部分焦糖色素在电泳分离过程中被除去，故第一显色单元3a、第二显色单元3b、第三显色单元3c中，颜色深度最深的显色单元对应的电泳pH值为最适合该批次葡萄酒中焦糖色素等电点；

在本方法基础上，进一步的，可以通过迭代法，多次试验准确测定葡萄酒样品中焦糖色素等电点后，再利用本方法对葡萄酒中焦糖色素浓度进行精确测量；

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (7)

1.一种简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人，其特征在于：包括有用于分离待测试液中与焦糖色素无关杂质的电泳装置(2)、用于对电泳装置(2)中槽液pH值进行调整的酸碱滴定装置(25)以及用于对电泳除杂液进行过滤显色的色谱过滤装置(3)；

所述电泳装置(2)包括有用于对待测葡萄酒试液进行电泳除杂的第一电泳单元(24a)、第二电泳单元(24b)和第三电泳单元(24c)；所述第一电泳单元(24a)、第二电泳单元(24b)和第三电泳单元(24c)结构相同，均包括有电泳槽体(241)以及固定安装于电泳槽体(241)两端的正极板(245)和负极板(244)；所述电泳装置(2)还包括有用于盛装焦糖色素水溶液的第一盛放槽(26)；所述第一盛放槽(26)内的焦糖色素水溶液浓度与待测葡萄酒液中允许的焦糖色素最高浓度值相等；所述第一盛放槽(26)与所述电泳槽体(241)结构相同；所述第一电泳单元(24a)、第二电泳单元(24b)、第三电泳单元(24c)以及第一盛放槽(26)的上方还设置有可以将电泳槽体(241)进行隔断的隔离组件(23)；

所述色谱过滤装置(3)包括有与所述第一电泳单元(24a)、第二电泳单元(24b)、第三电泳单元(24c)以及第一盛放槽(26)分别一一对应的第一显色单元(3a)、第二显色单元(3b)、第三显色单元(3c)以及第四显色单元(3d)。

2.根据权利要求1所述的一种简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人，其特征在于：所述第一电泳单元(24a)、第二电泳单元(24b)、第三电泳单元(24c)还均包括有用于盛放待测葡萄酒液的电泳槽体(241)、用于自动检测待测葡萄酒液pH值的pH传感器(243)、用于对待测葡萄酒液进行搅拌的压电超声振动片(242)。

3.根据权利要求1所述的一种简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人，其特征在于：所述色谱过滤装置(3)顶部还设置有用于进液的上进液管(34)，底部还设置有用于排液的排液管(241b)；所述第一显色单元(3a)、第二显色单元(3b)、第三显色单元(3c)以及第四显色单元(3d)结构相同，均由填充于壳体(32) 内部独立空间内的吸附颗粒组成。

4.根据权利要求1所述的一种简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人，其特征在于：所述酸碱滴定装置(25)固定安装于所述电泳装置(2)正上方，其包括有第一滴定组件(25a)、第二滴定组件(25b)以及第三滴定组件(25c)；所述第一滴定组件(25a)、第二滴定组件(25b)以及第三滴定组件(25c)分别与第一电泳单元(24a)、第二电泳单元(24b)以及第三电泳单元(24c)相对应。

5.根据权利要求1所述的一种简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人，其特征在于：所述隔离组件(23)包括有可在竖直方向上下移动的升降架(231)和对所述电泳槽体(241)进行隔离的隔离片(232)；所述升降架(231)中部开设有多个与所述第一电泳单元(24a)、第二电泳单元(24b)、第三电泳单元(24c)以及第一盛放槽(26)位置相对应的第二通孔(231b)；所述隔离片(232)安装于各第二通孔(231b)长度方向两侧面上；所述同一第三通孔(41a)内的隔离片(232)间距小于所述电泳槽体(241)的长度。

6.根据权利要求1所述的一种简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人，其特征在于：还包括有对所述第一显色单元(3a)、第二显色单元(3b)、第三显色单元(3c)以及第四显色单元(3d)进行自动拍照比对的检测比对装置(4)。

7.利用权利要求1至8中任意一项所述的简易式葡萄酒焦糖色素检测机器人对葡萄酒中焦糖色素的检测方法，包括以下步骤：

S1、向第一电泳单元(24a)、第二电泳单元(24b)、第三电泳单元(24c)中加入等体积待测葡萄酒液，向第一盛放槽(26)内加入浓度与待测葡萄酒液中允许的焦糖色素最高浓度值相等的焦糖色素水溶液；

S2、通过酸碱滴定装置(25)向第一电泳单元(24a)、第二电泳单元(24b)、第三电泳单元(24c)中滴加酸液或碱液，调整第一电泳单元(24a)内葡萄酒液pH值至焦糖色素等电点pH值；调整第二电泳单元(24b)内葡萄酒液pH值至焦糖色素等电点pH值以下3％；调整第三电泳单元(24c)内葡萄酒液pH值至焦糖色素等电点pH值以上3％；

S3、接通电源，对第一电泳单元(24a)、第二电泳单元(24b)、第三电泳单元(24c)内的葡萄酒液进行电泳处理；

S4、电泳处理完成后，通过隔离组件(23)将第一电泳单元(24a)、第二电泳单元(24b)、第三电泳单元(24c)电泳槽体(241)中部区域与电泳槽体(241)两端正极板(245)和负极板(244)附近聚集的杂质色素的区域进行隔离，使得杂质色素与焦糖色素分离，处于电泳槽体(241)中部区域的槽液为焦糖色素聚集区；同时通过隔离组件(23)将第一盛放槽(26)分隔，保证第一盛放槽(26)中部区域体积相等；

S5、通过酸碱滴定装置(25)向第一电泳单元(24a)、第二电泳单元(24b)、第三电泳单元(24c)中滴加酸液或碱液，调整第一电泳单元(24a)、第二电泳单元(24b)、第三电泳单元(24c)电泳槽体(241)中部区域内槽液的pH值至与第一盛放槽(26)中部区域pH值相等；

S6、将第一电泳单元(24a)、第二电泳单元(24b)、第三电泳单元(24c)以及第一盛放槽(26)中部区域内的槽液通入对应的第一显色单元(3a)、第二显色单元(3b)、第三显色单元(3c)以及第四显色单元(3d)中进行过滤显色，得到相应的过滤色谱；

S7、将第一显色单元(3a)、第二显色单元(3b)、第三显色单元(3c)得到的过滤色谱与第四显色单元(3d)得到的过滤色谱进行比对：在第四显色单元(3d)过滤色谱颜色加深区域内，若第一显色单元(3a)、第二显色单元(3b)、第三显色单元(3c)得到的过滤色谱也出现颜色加深现象，则判定为该葡萄酒样品检出焦糖色素，反之则判定为未检出；若第一显色单元(3a)、第二显色单元(3b)、第三显色单元(3c)得到的过滤色谱在该区域内颜色比第四显色单元(3d)得到的过滤色谱深，则判定为该葡萄酒样品焦糖色素浓度超出允许的焦糖色素浓度值，反之则判定为该葡萄酒样品焦糖色素浓度未超出允许的焦糖色素浓度值。

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