CN114354563B - 一种基于荧光猝灭技术的鸭肉新鲜度检测方法 - Google Patents

一种基于荧光猝灭技术的鸭肉新鲜度检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于荧光猝灭技术的鸭肉新鲜度检测方法，属于食品无损检测技术领域。该方法利用薄膜荧光传感器，采集并获取鸭肉样品在不同贮藏条件(冰温‑1℃、冷藏4℃、中温10℃和常温25℃)下的荧光响应图像，根据不同贮藏条件、贮藏时间下鸭肉样品对应的薄膜荧光传感器的响应值，精确判断鸭肉的贮藏时间及其新鲜度(一级鲜肉、二级鲜肉和变质肉)，为鸭肉在不同贮藏条件下的新鲜度鉴别提供一种新方法。本发明将荧光猝灭技术应用于鸭肉新鲜度检测，操作简单、灵敏度高、稳定性好，能够准确、快速、无损地完成鸭肉新鲜度的检测任务。

Description

一种基于荧光猝灭技术的鸭肉新鲜度检测方法
技术领域
本发明属于食品无损检测技术领域，具体涉及一种基于荧光猝灭技术的鸭肉新鲜度检测方法。
背景技术
随着畜牧业的不断发展，禽肉凭借其饲料报酬率高和生产周期短的特性，成为畜牧生产行业的重要组成部分。我国禽肉生产总量也已成为仅次于猪肉的第二大肉类品种。禽肉因其价格低廉，营养丰富而备受消费者青睐。但禽肉在实际生产、流通和贮藏过程中容易受到环境和微生物等因素的影响发生腐败变质，甚至产生有毒有害物质，使禽肉的品质大幅下降。
随着消费者消费习惯的改变和对食品安全问题的重视，肉品新鲜度的检测显得尤为重要，它能够综合反映产品的营养安全性。现如今，肉品新鲜度的评价主要是通过感官检测、理化检测或微生物检测等完成。挥发性盐基氮(Total volatile basic nitrogen，简称TVB-N)是肉类新鲜度检测的重要理化指标，在贮藏过程中由于酶和细菌的作用，蛋白质分解而产生氨及胺类等碱性含氮物质，使肉品质下降。挥发性盐基总氮含量能够直接判断肉品是否符合食用标准，它是GB 2707-2016《食品安全国家标准鲜(冻)畜、禽产品》中规定的唯一理化指标。在贮藏过程中TVB-N含量随着腐败变化而变化，与肉类新鲜度有明显的对应关系，是衡量肉品新鲜程度的重要指标之一。但是传统的检测TVB-N含量的方法存在分析时间长，操作复杂，样本需要预处理，存在人为误差等缺点；并且肉品储运过程中产生的挥发性化合物成分复杂，目前的无损检测法难以对TVB-N检出；同时，TVB-N易受储运环境如温度、湿度与pH的影响，因此，实现TVB-N的快速无损检测是新鲜度检测领域的一大难题。目前新型的肉品新鲜度检测方法主要有电化学方法、荧光成像技术和红外光谱技术等。然而，由于仪器体积大、成本高，这些方法难以在现场使用。因此在肉品新鲜度检测方面亟待需要开发一种能够快速准确的检测方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于荧光猝灭技术的鸭肉新鲜度检测方法，该方法能够对原样样本进行实时检测，并且操作简单，便于携带，能够达到快速、无损检测肉品新鲜。
针对上述目的，本发明采用的技术方案由下述步骤组成：
(1)将整只不去皮的鸭肉放入相应贮藏条件下储藏，在对应采样时间点时将鸭肉取出，对鸭胸部位做去皮处理，采集鸭胸皮下0～1cm部位的样品；样品采集需要在5分钟内完成，并且采集完后迅速将其余鸭肉放回原来的贮藏条件下，以减少温度波动对鸭肉新鲜度的影响。
(2)将步骤(1)采集的鸭肉样品放置到干燥玻璃集气瓶中，盖好瓶盖并将集气瓶与薄膜荧光传感器连接，待鸭肉样品在集气瓶中放置5～10分钟后，打开薄膜荧光传感器开关，调节荧光强度为3000～4000、电压为1.8～3.6V，设置进样时间为2～6s、恢复时间为30～60s、进样次数为10～20次；获得荧光响应图像，选取其中稳定的4～6个样品信号值求平均值，用所得平均值减去空白信号值后的绝对值作为响应值；其中，所述薄膜荧光传感器的荧光薄膜为多氯联苯薄膜。
(3)-1℃贮藏温度下，若响应值小于406，说明鸭肉样品是一级鲜肉；响应值大于406、小于541时，鸭肉样品是二级鲜肉；响应值大于541时，鸭肉样品为变质肉；4℃贮藏温度下，若响应值小于209时，鸭肉样品是一级鲜肉；响应值大于209、小于265时，鸭肉样品是二级鲜肉；响应值大于265时，鸭肉样品为变质肉；10℃贮藏温度下，若响应值小于230，说明鸭肉样品是一级鲜肉；响应值大于230、小于300时，鸭肉样品是二级鲜肉；响应值大于300时，鸭肉样品为变质肉；25℃贮藏温度下，若响应值小于163，说明鸭肉样品是一级鲜肉；响应值大于163、小于191时，鸭肉样品是二级鲜肉；响应值大于205时，鸭肉样品为变质肉。
上述步骤(1)中，优选每个鸭肉样品每次采集3份做平行试验，每份8.0～12.0g。
上述步骤(2)中，所述薄膜荧光传感器的荧光薄膜是将1.0×10-4mol/L多氯联苯-环氧乙烷溶液旋涂在玻璃晶片上，然后将玻璃晶片在通风橱中室温风干，并在烘箱中50～55℃烘2～3小时获得。
上述步骤(2)中，优选调节荧光强度为3000～3200、电压为1.8～2.0V，设置进样时间为2～3s、恢复时间为30～40s、进样次数为10～15次；获得荧光响应图像，选取其中稳定的4～6个样品信号值求平均值。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明首次使用以多氯联苯为荧光薄膜的传感器，与普通传感器相比，其对胺类物质敏感性强，灵敏度高。
2、本发明所利用的薄膜荧光传感器具有功耗低、体积小便于组装和携带等优点，具有现场传感的独特性，为便携式鸭肉新鲜度检测器提供有力的理论依据和技术支撑。
3、针对市场上不同贮藏条件下鸭肉新鲜度的检测，可以依据本发明方法判断鸭肉新鲜度和贮藏时间。
4、本发明方法适用于各种禽类样品新鲜度检测。
5、本发明操作简单、结果准确、灵敏度高、稳定性好、应用前景广泛，对于禽肉的新鲜度无损检测技术发展具有重要意义。
附图说明
图1是-1℃贮藏条件下鸭肉传感器响应值测定结果图。
图2是-1℃贮藏条件下鸭肉挥发性盐基氮含量测定结果图。
图3是-1℃贮藏条件下鸭肉传感器响应值与挥发性盐基氮线性关系模型。
图4是4℃贮藏条件下鸭肉传感器响应值测定结果图。
图5是4℃贮藏条件下鸭肉挥发性盐基氮含量测定结果图。
图6是4℃贮藏条件下鸭肉传感器响应值与挥发性盐基氮线性关系模型。
图7是10℃贮藏条件下鸭肉传感器响应值测定结果图。
图8是10℃贮藏条件下鸭肉挥发性盐基氮含量测定结果图。
图9是10℃贮藏条件下鸭肉传感器响应值与挥发性盐基氮线性关系模型。
图10是25℃贮藏条件下鸭肉传感器响应值测定结果图。
图11是25℃贮藏条件下鸭肉挥发性盐基氮含量测定结果图。
图12是25℃贮藏条件下鸭肉传感器响应值与挥发性盐基氮线性关系模型。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更详细的描述，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
实施例1
(一)试验材料
1、样品来源
鸭肉样品为屠宰放血后装入冰盒运回。分别置于-1℃(冰温)保存13天、4℃(冰箱冷藏温度)保存7天、10℃(中间温度)保存84小时、20℃(室温)保存28小时，待用。
2、试验试剂
氧化镁混悬液(10g/L)，硼酸溶液(20g/L)，盐酸标准滴定溶液(0.01mol/L)，混合指示剂(甲基红为2g/L、溴甲酚绿为1g/L)。
3、主要仪器
薄膜荧光传感器、电热套、烧杯、移液管、试管等玻璃器皿。
(二)实验方法
1、鸭肉薄膜荧光传感器响应值的测定
(1)荧光薄膜的制备
准确吸取1.0×10-4mol/L的多氯联苯-环氧乙烷溶液30～35μL，旋涂在直径12mm、厚度1cm的玻璃晶片上，然后将玻璃晶片放在通风橱下，室温风干1～1.2h，再将玻璃晶片置于烘箱中，在50～55℃下烘3h后备用。
(2)鸭肉样品的处理
将整只不去皮的鸭肉放入相应贮藏条件下进行不同贮藏温度处理，在对应采样时间点时将鸭肉取出，对鸭胸部位做去皮处理，采集鸭胸皮下0～1cm部位的样品，每个样品采集3份，每份10.0g；样品采集需要在5分钟内完成，并且采集完后迅速将其余鸭肉放回原来的贮藏条件下，以减少温度波动对鸭肉新鲜度的影响，且其余未采样部位不做任何处理。
(3)薄膜荧光传感器测试鸭肉样品
将与薄膜荧光传感器连接的玻璃集气瓶用滤纸擦拭干净，保证玻璃集气瓶为干燥无水、无味的；将处理好的10.0g鸭肉放置到集气瓶中，盖好瓶盖并将集气瓶与薄膜荧光传感器连接，待鸭肉样品在集气瓶中放置5～8分钟后，打开薄膜荧光传感器开关，调节荧光强度为3000、电压为1.8～2.0V，设置进样时间为2s、恢复时间为30s、进样次数为10次；点击启动按钮，即开始测样，每隔30s会出现一个信号值，信号值持续时间为2s，获得荧光响应图像。每份样品总共采集10个信号值，并选取其中稳定的5个样品信号值，3份样品共选取15个稳定的信号值求平均值，最后用所得平均值减去空白信号值后的绝对值作为响应值。
2、鸭肉中TVB-N含量的测定
对上述鸭肉样品进行挥发性盐基氮测定，挥发性盐基氮的测定参照GB5009.228-2016《食品中挥发性盐基氮的测定》中的半微量定氮法进行测定，具体方法为：准确称取鸭肉样品20.0g置于锥形瓶中，加入100.0mL蒸馏水，室温静置0.5h后过滤，滤液置冰箱内0～4℃冷藏备用。取10.0mL滤液、5.0mL 10g/L氧化镁混悬液于半微量凯式定氮管中加热，将10mL 20g/L硼酸溶液加入锥形瓶中，并滴加5滴混合指示剂(2g/L甲基红：1g/L溴甲酚绿＝5：1)混匀于锥形瓶中，置于冷凝管下端，液滴从冷凝管管口第一滴滴下开始计时，5min后取出，用0.01mol/L盐酸标准滴定溶液滴定。TVB-N含量≤15mg/100g，鸭肉为一级鲜肉；TVB-N含量在15～25mg/100g，鸭肉为二级鲜肉；TVB-N含量≥25mg/100g，鸭肉为变质肉。
(三)试验结果与分析
(1)-1℃贮藏温度下，鸭肉样品在不同时间下的传感器响应值测定结果见图1，挥发性盐基氮测定结果见图2。由图1可见，若传感器响应值小于413对应图2中挥发性盐基氮小于15.12mg/100g，说明鸭肉样品是一级鲜肉；若传感器响应值在413以上，说明鸭肉样品是二级鲜肉或变质肉。因此，贮藏第4天可以作为鸭肉在冰温贮藏条件下一级鲜肉和二级鲜肉的临界时间。将挥发性盐基氮和传感器响应值建立数学模型(见图3)，拟合的数学方程为y＝13.586x+201.76(R2＝0.9524)，其中y代表传感器响应值，x代表挥发性盐基氮含量。依据数学方程可以判断当传感器响应值小于406时，鸭肉样品是一级鲜肉；传感器响应值大于406、小于541时，鸭肉样品是二级鲜肉；传感器响应值大于541时，鸭肉样品为变质肉。
(2)4℃贮藏温度下，鸭肉样品在不同时间下的传感器响应值测定结果见图4，挥发性盐基氮测定结果见图5。由图4可见，若传感器响应值小于201对应图5中挥发性盐基氮小于14.85mg/100g，说明鸭肉样品是新鲜肉；若传感器响应值在201以上，说明鸭肉样品是二级鲜肉或变质肉。因此，贮藏第6天可以作为鸭肉在冷藏条件下新鲜肉和次鲜肉的临界时间。将挥发性盐基氮和传感器响应值建立数学模型(见图6)，拟合的数学方程为y＝5.5945x+125.16(R2＝0.7991)，其中y代表传感器响应值，x代表挥发性盐基氮含量。依据数学方程可以判断当传感器响应值小于209时，鸭肉样品是一级鲜肉；传感器响应值大于209、小于265时，鸭肉样品是二级鲜肉；传感器响应值大于265时，鸭肉样品为变质肉。
(3)10℃贮藏温度下，鸭肉样品在不同时间下的传感器响应值测定结果见图7，挥发性盐基氮测定结果见图8。由图7可见，若传感器响应值小于233对应图8中挥发性盐基氮小于14.94mg/100g，说明鸭肉样品是一级鲜肉；若传感器响应值在233以上、300(挥发性盐基氮为25mg/100g)以下，说明鸭肉样品是二级鲜肉；若传感器响应值在300以上，说明鸭肉样品是变质肉。因此，贮藏第36h和72h可以分别作为鸭肉在10℃贮藏条件下一级鲜肉和二级鲜肉、二级鲜肉和变质肉的临界时间。将挥发性盐基氮和传感器响应值建立数学模型(见图9)，拟合的数学方程为y＝7.0681x+123.64(R2＝0.8717)，其中y代表传感器响应值，x代表挥发性盐基氮含量。依据数学方程可以判断当传感器响应值小于230时，鸭肉样品是一级鲜肉；传感器响应值大于230、小于300时，鸭肉样品是二级鲜肉；传感器响应值大于300时，鸭肉样品为变质肉。
(4)25℃贮藏温度下，鸭肉样品在不同时间下的传感器响应值测定结果见图10，挥发性盐基氮测定结果见图11。由图10可见，若传感器响应值小于191对应图11中挥发性盐基氮小于25mg/100g，说明鸭肉样品是一级鲜肉或二级鲜肉；若传感器响应值在163以上、191(挥发性盐基氮为25mg/100g)以下，说明鸭肉样品是二级鲜肉；若传感器响应值在215以上，说明鸭肉样品是变质肉。因此，贮藏第13h和20h可以分别作为鸭肉在25℃贮藏条件下一级鲜肉和二级鲜肉、二级级鲜肉和变质肉的临界时间。将挥发性盐基氮和传感器响应值建立数学模型(见图12)，拟合的数学方程为y＝2.7888x+121.15(R2＝0.8300)，其中y代表传感器响应值，x代表挥发性盐基氮含量。依据数学方程可以判断当传感器响应值小于163时，鸭肉样品是一级鲜肉；传感器响应值大于163、小于191时，鸭肉样品是二级鲜肉；传感器响应值大于191时，鸭肉样品为变质肉。

Claims (4)

1.一种基于荧光猝灭技术的鸭肉新鲜度检测方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将整只不去皮的鸭肉放入相应贮藏条件下储藏，在对应采样时间点时将鸭肉取出，对鸭胸部位做去皮处理，采集鸭胸皮下0～1cm部位的样品；样品采集需要在5分钟内完成，并且采集完后迅速将其余鸭肉放回原来的贮藏条件下，以减少温度波动对鸭肉新鲜度的影响；
(2)将步骤(1)采集的鸭肉样品放置到干燥玻璃集气瓶中，盖好瓶盖并将集气瓶与薄膜荧光传感器连接，待鸭肉样品在集气瓶中放置5～10分钟后，打开薄膜荧光传感器开关，调节荧光强度为3000～4000、电压为1.8～3.6V，设置进样时间为2～6s、恢复时间为30～60s、进样次数为10～20次；获得荧光响应图像，选取其中稳定的4～6个样品信号值求平均值，用所得平均值减去空白信号值后的绝对值作为响应值；其中，所述薄膜荧光传感器的荧光薄膜为多氯联苯薄膜；
(3)-1℃贮藏温度下，若响应值小于406，说明鸭肉样品是一级鲜肉；响应值大于406、小于541时，鸭肉样品是二级鲜肉；响应值大于541时，鸭肉样品为变质肉；
4℃贮藏温度下，若响应值小于209时，鸭肉样品是一级鲜肉；响应值大于209、小于265时，鸭肉样品是二级鲜肉；响应值大于265时，鸭肉样品为变质肉；
10℃贮藏温度下，若响应值小于230，说明鸭肉样品是一级鲜肉；响应值大于230、小于300时，鸭肉样品是二级鲜肉；响应值大于300时，鸭肉样品为变质肉；
25℃贮藏温度下，若响应值小于163，说明鸭肉样品是一级鲜肉；响应值大于163、小于191时，鸭肉样品是二级鲜肉；响应值大于191时，鸭肉样品为变质肉。
2.根据权利要求1所述的基于荧光猝灭技术的鸭肉新鲜度检测方法，其特征在于：步骤(1)中，每个鸭肉样品每次采集3份做平行试验，每份8.0～12.0g。
3.根据权利要求1所述的基于荧光猝灭技术的鸭肉新鲜度检测方法，其特征在于：步骤(2)中，所述薄膜荧光传感器的荧光薄膜是将1.0×10-4mol/L多氯联苯-环氧乙烷溶液旋涂在玻璃晶片上，然后将玻璃晶片在通风橱中室温风干，并在烘箱中50～55℃烘2～3小时获得。
4.根据权利要求1所述的基于荧光猝灭技术的鸭肉新鲜度检测方法，其特征在于：步骤(2)中，调节荧光强度为3000～3200、电压为1.8～2.0V，设置进样时间为2～3s、恢复时间为30～40s、进样次数为10～15次；获得荧光响应图像，选取其中稳定的4～6个样品信号值求平均值。
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