[发明专利]一种基于多通道光纤系统的典型水果表面蜡含量的测量系统及测量方法

说明书

本发明公开了一种基于多通道光纤系统的典型水果表面蜡含量的测量系统及测量方法，系统包括：信号发生器、光传输装置、自动升降装置、光电转换装置、信号放大电路、A/D转换装置、控制与数据处理装置和液晶显示装置；光源发出的光经导光模块的一端后照射到样品表面上，入射光经过内部散射，带有样品成分含量性质的漫反射光再次经过导光模块并在另一端被光电转换装置接收，光电转换装置输出的信号经信号放大电路、A/D转换装置和微控装置之后，将测量的光强数据转化为吸光度，而后根据事先建立的标准模型方程，即可得到样品主成分含量。本发明系统成本低，测量速度快，同时消耗样品数量少。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其是一种基于多通道光纤系统的典型水果表面蜡含量的测量系统及测量方法。

背景技术

食用蜡一般是天然的动植物的分泌物，因其天然产物的特性，与其他化工产品的蜡又有本质上的不同。目前食用蜡主要分天然蜡和人工蜡两种。天然蜡主要产自生物体如蔗糖蜡，而人工蜡则是由高脂肪醇和高脂肪酸而合成的一种脂肪类化合物。所以食用蜡其主要成分是碳水化合物、脂、有机酸等。

水果打蜡使得水果表面光鲜亮丽，我国允许在水果表面做打蜡保鲜处理。目前果皮上的蜡主要有三种情况。一种就是苹果表面本身就带有一层果蜡，在苹果表面生成植物保护层，它可以有效防止外界微生物、农药等入侵果肉，起到保护作用。其次是人工加上去的食用蜡，也是用来保鲜、耐存储，一些高档水果上面常带有这种蜡，而这种“人工果蜡”其实是一种壳聚糖物质，多从螃蟹、贝类等甲壳类动物中提取而来，这种物质本身对身体并无害处。实际上，不同品种的水果所添加的食用蜡的情况也不同，一般进口水果都是100％打蜡的，这样才能有效保鲜。同时，也存在第三种蜡，即不法商家为了降低成本，使用廉价的工业蜡给水果打蜡，其中所含的汞、铅可能透过果皮渗进果肉，给人体带来危害。为了保障食品安全及人类健康，加强水果表面蜡含量的检测，已成为目前食品安全研究的热门课题。目前，对于水果表面残留物质的研究，主要集中在气相色谱和液相色谱技术这两种方法，近年来新的检测方法，如，免疫分析法、酶抑制法，生物传感器分析法等相关技术也有了很大的发展。

气相色谱法是利用气体作流动相的色层分离分析方法。按色谱分离原理来分，气相色谱法亦可分为吸附色谱和分配色谱两类，在气固色谱中，固定相为吸附剂，气固色谱属于吸附色谱，气液色谱属于分配色谱。汽化的样品被流动相带入色谱柱中，由于柱中的固定相与试样中各组份分子作用力的不同，各组份从色谱柱中流出时间的不同，所以组份彼此分离。若采用适当的鉴别和记录系统，则可以制作标出各组份流出色谱柱的时间和浓度的色谱图。气相色谱属于柱色谱，根据所使用的色谱柱粗细不同，又可分为一般填充柱和毛细管柱两类，由于毛细管柱具有高效的分离能力，近些年来大多采用毛细管柱。气相色谱法由于具有分离效率高、样品用量少、检测灵敏度高、选择性好、应用范围广等优点，所以在检测农产品表面物质残留的分析测试中得到了广泛的应用。但是，气相色谱仪仪器笨重，价格昂贵，操作要求比较高，专业性强，在对组分直接进行定性分析时，必须用已知物或已知数据与相应的色谱峰进行对比，或与其他方法(如质谱、光谱)联用，才能获得直接肯定的结果。在定量分析时，常需要用已知纯度样品对检测后输出的信号进行校正，操作比较繁琐，这些都不利于检测实验的灵活应用和快速掌握。

高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对样品的分析。高效液相色谱法虽然有高分离效能、高灵敏度，应用范围广、样品可反复使用等优点，但与气相色谱法一样，设备都比较大型、昂贵，成本较高，同时高效液相色谱法在从进样到检测器之间，除了柱子以外的任何死空间中，如果流动相的流型有变化，被分离物质的任何扩散和滞留都会显著地导致色谱峰的加宽，柱效率降低。并且高效液相色谱法所需分析的时间长，对样品也需要进行前处理，而且处理过程往往比较复杂，不利于快速检测。