CN114624213A

CN114624213A - 一种检测食用油总极性物质的方法

Info

Publication number: CN114624213A
Application number: CN202011452875.7A
Authority: CN
Inventors: 皇甫常欣; 冯亮
Original assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Current assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date: 2020-12-12
Filing date: 2020-12-12
Publication date: 2022-06-14

Abstract

本发明公布了一种快速测定食用油中总极性物质的方法，采用表面含有钙钛矿量子点溶液的蜡喷滤纸作为纸基传感器，将待测食用油样品加于量子点溶液区域；待测食用油样品中不同极性物质会影响所述区域内荧光呈现不同的强度，通过拍照设备提取照片中荧光区域的G值，与比色卡比对，得到极性物质的含量；所述钙钛矿量子点为有机‑无极杂化钙钛矿量子点CH₃NH₃PbX₃、CH(NH₂)₂PbX₃，全无机钙钛矿量子点CsPbX₃，(X＝Cl,Br,I)中的一种或几种。本发明提供了一种新型、简单、高效、成本低廉的食用油总极性物质的快速检测方法，起到了食用油使用安全预警作用，并且扩大了钙钛矿量子点的应用范围，为钙钛矿量子点在食品安全领域的应用提供了依据。

Description

一种检测食用油总极性物质的方法

技术领域

本发明属于食品安全领域，具体涉及检测食用油总极性物质的方法。

背景技术

食用油在高温下连续反复使用会发生氧化、聚合、裂解、水解等一系列反应。在这些过程中会生成含有羰基、羧基、酮基、醛基等多种化合物，由于这些化合物的极性大于甘油三酸酯，故被统称为极性化合物，尤其是食用油在煎炸过程中，极性化合物会不断产生。这些化合物不仅会对油脂本身品质产生不良影响，有些物质会对人体健康带来直接伤害，例如导致生长停滞、肝脏肿大、生育功能及肝功能障碍，淋巴细胞畸变等等。因此，对于食用油的品质进行有效评价，显得尤为重要。对于食用油品质评价的指标主要有感官、透光率、酸价、过氧化值、羰基价、碘值、游离脂肪酸、聚合物、总极性化合物含量等。其中，极性化合物含量的测定具有准确度高、可靠性高等特点，是最稳定的指标，因此也成为了世界各国推荐使用的评价指标，我国国家标准规定煎炸油极性化合物含量必须不高于27％(以质量计)。

柱层析法以及制备型快速柱层析法是我国食品安全国家标准中对食用油极性组分测定的方法，但是上述方法耗时费力，需要消耗大量有机溶剂，无法实现对于总极性物质的快速、实时监测。

近年来我国对于食用油中总极性物质的检测方法有很多，包括红外光谱法、核磁共振法、介电常数法等。但这些方法操作繁琐、专业性强、且仪器十分昂贵。基于介电常数法的便携式食用油品质检测仪已经商品化，但是这类便携式仪器价格不够亲民，而且需要定期校准，且容易受到电磁场、温度等影响而导致测量结果的准确性。

近年来，钙钛矿量子点因其具有优良的光电性能引起人们关注及研究。相对于传统无机半导体量子点，钙钛矿量子点具有更高的荧光量子效率(PLQY)，更宽的发射波长可调节范围、优良的光电传输性能、以及合成简单、成本低廉等优点，在光电器件中具有良好的应用前景。但钙钛矿量子点受环境影响巨大，稳定性较差，空气、湿度、温度、极性溶剂等因素均可导致钙钛矿量子点发光效率下降甚至于完全淬灭。其中，极性溶剂是影响钙钛矿量子点稳定性的最主要因素之一，由于钙钛矿量子点属于离子晶体，其在极性溶剂中结构会遭到破坏而不能稳定存在。而利用对极性物质敏感这一独特的性质，钙钛矿量子点可以用于极性物质的定性以及定量分析。荧光检测方法可以克服以上缺陷，具有灵敏度高、稳定性高等优势。然而传统荧光检测方法所使用的荧光检测仪器昂贵，携带不方便，在快速检测方面显现出明显的弊端。相比起荧光仪器检测，荧光检测试纸具有携带方便、现象明显、检测速度快、成本低廉等优势，只需要一部手提紫外灯便可进行现场实时裸眼快捷检测，因而越来越受到研究者们的重视。

发明内容

本发明的目的是为了弥补现有食用油极性物质检测方法的不足，提出一种检测食用油总极性物质的方法，采用蜡喷滤纸作为纸基传感器，所述蜡喷滤纸表面含有钙钛矿量子点溶液，所述方法是将待测食用油样品加于蜡喷滤纸表面含有量子点溶液的区域；待测食用油样品中不同极性物质会影响所述区域内荧光呈现不同的强度，通过拍照设备提取照片中荧光区域的G值，与比色卡比对，得到极性物质的含量；所述钙钛矿量子点为有机-无极杂化钙钛矿量子点CH₃NH₃PbX₃、CH(NH₂)₂PbX₃，全无机钙钛矿量子点CsPbX₃，(X＝Cl,Br,I)中的一种或几种。

优选所述食用油为大豆油、玉米油、葵花籽油、橄榄油、花生油、米糠油、棕榈油中的至少一种。

优选所述方法中溶解量子点的溶剂为正己烷、环己烷、甲苯中的一种。

优选待测食用油样品的极性物质含量在17％-33％之间。

优选所述中食用油滴加体积为5-50μL，量子点浓度为10-30mg/mL，量子点溶液体积为0.1-3mL，反应时间1分钟-10分钟。

本发明具有以下优点和有益效果：

(1)与传统柱层析法相比，本发明方法操作简便，大大缩短了检测时间，减少了有机试剂的使用量，基于量子点的荧光淬灭原理，反应灵敏度高，精密度更高，重现性好；

(2)与已有报道的检测方法以及传统荧光分析法相比，本发明方法操作简单，检测结果清晰直观，对于操作者较为友好；

(3)与商品化的食用油品质检测仪相比，本发明方法可在室温下实现对食用油总极性物质的检测，无需加热，从而避免温度对检测结果带来的影响；

(4)本发明提供了一种新型、简单、快速、高效、成本低廉的食用油中总极性物质的荧光检测试纸，并且扩大了钙钛矿量子点的应用范围，为钙钛矿量子点在食品安全领域的应用提供了依据。

附图说明

图1正方形试纸示意图；

图2本发明实施例1橄榄油极性物质含量与荧光强度比色卡；

图3本发明实施例2大豆油极性物质含量与荧光强度比色卡；

图4本发明实施例3葵花籽油极性物质含量与荧光强度比色卡。

具体实施方式

为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加清晰易懂，下面通过本发明的具体实施方式加以详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于再次描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

(1)食用油总极性物质检测试纸的制备，试纸为正方形蜡喷滤纸，其中间含有圆形空白加样品区。滤纸经蜡印机打印后置于烘箱中烘干，待用。聚合物溶液与一定量量子点溶液与充分混合，吸取上述溶液滴到纸基传感器圆形加样区中，室温自然干燥，将其置于氮气密封袋中密封保存待用；

(2)采用国标柱层析法对所有油样中的极性物质含量进行测定，得到一系列不同极性物质含量的油样；

(3)吸取油样滴加到所制备的试纸中心加样区，室温下充分进行反应，置于激发波长为365nm的紫外灯下，由于极性物质的含量不同，不同油样对于量子点荧光淬灭程度不同，试纸所呈现的荧光强度也不同。用数码相机拍照记录所有油样和量子点溶液反应之后的荧光照片，制作标准比色卡；

(4)按照步骤(3)的操作方法和所得到的比色卡，将未知极性物质含量的油样试纸上反应之后的荧光强度照片与标准比色卡进行比较，可实现对油样中极性物质的含量的半定量检测，再采用柱层析法对该油样中极性物质的含量进行验证。

所述步骤(1)中的，正方形试纸边长为1～5厘米，加样区圆点直径为0.1～2厘米。将该滤纸置于烘箱中烘干，烘箱温度30-130℃，烘干时间5-30分钟，所述的聚合物溶液为聚醋酸乙烯酯，聚乙烯醇，聚二甲基硅烷(PDMS)、聚乙烯醇缩丁醛，聚氯乙烯中的一种或几种，钙钛矿量子点为有机-无极杂化钙钛矿量子点CH₃NH₃PbX₃、CH(NH₂)₂PbX₃、全无机钙钛矿量子点CsPbX₃,X＝Cl,Br,I中的一种或几种，量子点浓度为10-30mg/mL，溶解量子点的溶剂为正己烷、环己烷、甲苯中的一种，聚合物溶液量子点溶液混合比例为0.1-0.9，滴加的混合溶液体积为1-10μL。

实施例1

正方形试纸边长为1厘米，加样区圆点直径为0.2厘米。滤纸经蜡印机打印后置于120℃烘箱中烘5分钟，取出。1mL PDMS与500μLCsPbBr₃量子点甲苯溶液与充分混合，吸取上述溶液1μL滴到纸基传感器圆形加样区中，室温自然干燥，将其置于氮气密封袋中密封保存待用。

不同的橄榄油样品来自于几家饭店厨房，采用柱层析法测得上述各油样的极性物质含量，结果分别为25％,26％,27％,28％,29％，至此，得到了极性物质含量在25％-29％的5组橄榄油样。

吸取10μL油样滴加到所制备的试纸中心加样区，室温下反应3分钟，置于激发波长为365nm的紫外灯下，用数码相机拍照记录所有油样和量子点溶液反应之后的荧光照片，按照荧光强度右强到弱排列制作标准比色卡。

吸取极性物质含量未知的油样50μL滴加到所制备的试纸中心加样区，室温下充分进行反应，置于激发波长为365nm的紫外灯下，用数码相机拍照记录所有油样和量子点溶液反应之后的荧光照片，将所拍摄的反应之后的试纸照片与标准比色卡进行比较，荧光强度与比色卡上总极性物质含量为28％的荧光强度接近，再采用柱层析法对该油样进行验证，测得结果为28.5％。从而实现了采用基于钙钛矿量子点荧光淬灭的快检试纸对橄榄油极性组分半定量测定。

实施例2

正方形试纸边长为5厘米，加样区圆点直径为1厘米。滤纸经蜡印机打印后置于100℃烘箱中烘20分钟，取出。0.5mL PDMS与1mLCsPbBr₃量子点甲苯溶液与充分混合，吸取上述溶液1μL滴到纸基传感器圆形加样区中，室温自然干燥，将其置于氮气密封袋中密封保存待用。

不同葵花籽油收集于不同的家庭厨房，采用柱层析法测得各油样的极性物质含量，采用柱层析法测得上述混合油样的极性物质含量，结果分别为25％,26％,27％,28％,29％，至此，得到了极性物质含量在25％-29％的5组葵花籽油样。

吸取50μL油样滴加到所制备的试纸中心加样区，室温下反应8分钟，置于激发波长为365nm的紫外灯下，用数码相机拍照记录所有油样和量子点溶液反应之后的荧光照片，按照荧光强度右强到弱排列制作标准比色卡。

吸取极性物质含量未知的油样50μL滴加到所制备的试纸中心加样区，室温下充分进行反应，置于激发波长为365nm的紫外灯下，用数码相机拍照记录所有油样和量子点溶液反应之后的荧光照片，将所拍摄的反应之后的试纸照片与标准比色卡进行比较，荧光强度与比色卡上总极性物质含量为27％的荧光强度接近，再采用柱层析法对该油样进行验证，测得结果为27％。从而实现了采用基于钙钛矿量子点荧光淬灭的快检试纸对葵花籽油极性组分半定量测定。

实施例3

正方形试纸边长为1.6厘米，加样区圆点直径为0.6厘米。滤纸经蜡印机打印后置于130℃烘箱中烘8分钟后，取出。0.1mL PDMS与0.1mLCsPbBr₃量子点正己烷溶液与充分混合，吸取上述溶液5μL滴到纸基传感器圆形加样区中，室温自然干燥，将其置于氮气密封袋中密封保存待用。

不同大豆油收集于食堂各档口，采用柱层析法测得各油样的极性物质含量，结果分别为25％,26％,27％,28％,29％，至此，得到了极性物质含量在25％-29％的5组大豆油样。

吸取20μL油样滴加到所制备的试纸中心加样区，室温下反应5分钟，置于激发波长为365nm的紫外灯下，用数码相机拍照记录所有油样和量子点溶液反应之后的荧光照片，按照荧光强度右强到弱排列制作标准比色卡。

吸取极性物质含量未知的油样50μL油样滴加到所制备的试纸中心加样区，室温下充分进行反应，置于激发波长为365nm的紫外灯下，用数码相机拍照记录所有油样和量子点溶液反应之后的荧光照片，将所拍摄的反应之后的试纸照片与标准比色卡进行比较，荧光强度与比色卡上总极性物质含量为25％的荧光强度接近，再采用柱层析法对该油样进行验证，测得结果为25％。从而实现了采用基于钙钛矿量子点荧光淬灭的快检试纸对大豆油极性组分半定量测定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种检测食用油总极性物质的方法，其特征在于，采用蜡喷滤纸作为纸基传感器，所述蜡喷滤纸表面含有钙钛矿量子点溶液，所述方法是将待测食用油样品加于蜡喷滤纸表面含有量子点溶液的区域；待测食用油样品中不同极性物质会影响所述区域内荧光呈现不同的强度，通过拍照设备提取照片中荧光区域的G值，与比色卡比对，得到极性物质的含量；

所述钙钛矿量子点为有机-无极杂化钙钛矿量子点CH₃NH₃PbX₃、CH(NH₂)₂PbX₃，全无机钙钛矿量子点CsPbX₃，(X＝Cl,Br,I)中的一种或几种。

2.根据权利要求2所述的测定食用油中总极性物质的方法，其特征在于，所述食用油为大豆油、玉米油、葵花籽油、橄榄油、花生油、米糠油、棕榈油中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的测定食用油中总极性物质的方法，其特征在于，所述方法中溶解量子点的溶剂为正己烷、环己烷、甲苯中的一种。

4.根据权利要求2所述的测定食用油中总极性物质的方法，其特征在于，待测食用油样品的极性物质含量在17％-33％之间。

5.根据权利要求1所述的测定食用油中总极性物质的方法，其特征在于，所述中食用油滴加体积为5-50μL，量子点浓度为10-30mg/mL，量子点溶液体积为0.1-3mL，反应时间1分钟-10分钟。