[发明专利]一种乙烯传感器及乙烯敏感薄膜的制备方法

说明书

本发明公开一种乙烯传感器及乙烯敏感薄膜的制备方法。该乙烯敏感薄膜的制备方法包括：将聚丙烯腈均匀溶解于二甲基甲酰胺溶剂中，得到第一混合溶液；向第一混合溶液中加入醋酸锡，并在室温环境下搅拌均匀得到第二混合溶液；将第二混合溶液加入静电纺丝装置中进行纺丝，得到纤维膜；将纤维膜在真空环境中进行干燥处理后进行烧结处理，得到片状碳纤维膜；对片状碳纤维膜按预设尺寸和形状进行切割，得到预设尺寸和形状的乙烯敏感薄膜；乙烯敏感薄膜具有电阻随乙烯浓度变化的特性。本发明的乙烯传感器及乙烯敏感薄膜的制备方法，能够适用于果蔬乙烯的检测。

技术领域

本发明涉及农业信息技术领域，特别是涉及一种乙烯传感器及乙烯敏感薄膜的制备方法。

背景技术

苹果是我国优势农产品之一，同时是我国华北和西北地区的支柱产业之一。苹果产业对繁荣果品市场、满足消费者需求具有基础作用；对于改善农村经济状况、促进农业产业化升级具有促进作用，也是我国少数具有国际市场竞争力优势的农产品。但我国苹果出口量占比低，高端苹果市场多被进口苹果占领，其主要原因在于果品质量不稳定，苹果品质分级精选技术缺乏。香气成分是果品鲜食和加工质量领域中品质评价的重要因素。苹果的香气成分是由苹果生长发育过程中各种复杂的生理生化反应共同形成的，目前检测出的苹果香气物质有300多种，包括醇类、酯类、醛类、酮类、萜烯等挥发性化合物共同形成了苹果的独特果香。苹果香味受到多种因素的影响，如苹果品种、生产产地气候条件、采收成熟度、采收后贮藏条件、贮藏时间等。关于苹果香气检测的文献报道中均采用固相微萃取-质谱联用技术，对苹果果肉和果皮进行冷冻粉粹后分析苹果香气成分。未成熟苹果释放香气浓度低，其释放的挥发性物质以己醛、2-己烯醛等有机挥发性化合物为主，成熟果实则释放出大量的香气物质，如富士苹果果实的主要香气成分包括丁酸乙酯、1-丁醇、乙酸3-甲基丁酯、乙酸乙酯和2-甲基丁酸乙酯；新红星苹果果实的主要香气物质包括乙酸丁酯、乙酸3-甲基丁酯、乙酸丙酯、乙酸乙酯、1-丙醇、1-丁醇、2-甲基丁醇和2-甲基丁酸乙酯；乔纳金苹果果实的主要香气物质包括1-丙醇、乙酸丙酯、乙酸丁酯、2-甲基丁醇、1-丁醇和乙酸3-甲基丁酯。不同品种苹果果实释放的香气物质成分不一、浓度也不同，因此，从苹果香气主要构成进行苹果品质分级和品种培育难度较大。此外，利用色谱技术对苹果香气检测属于有损检测，色谱技术实验操作复杂、成本高，仅局限于实验室分析研究，技术方法不具有实时性，因此不具有推广应用空间。电子鼻技术通过气体传感器阵列和模式识别算法可以通过检测果品的气体成分变化来监测果实品质变化，是一种无损检测技术，并成功应用于苹果成熟度和货架期检测，但电子鼻技术中的气体传感器单元对苹果释放的香气物质不具有针对性，更多的是借助模式识别系统对检测数据进行分析处理，应用目标不明确，难以在果业品质监测领域中推广使用。因此，通过苹果香气物质的成分对苹果品质监测和分级可行性较弱，实现难度大。

乙烯与苹果果实香气的形成密切相关。研究表明，未成熟苹果的果实乙烯含量很低，果实从感官上几乎不具有香气，果实成熟过程中，果实乙烯浓度逐渐增加，在果实乙烯释放达到最高峰时，香气物质随之浓度迅速增加。其原因在于乙烯可将淀粉转化成糖、引起酸的损失并形成芳香物质，因为，乙烯是对果实风味影响最大的因素。于此同时，外源乙烯能增加跃变型果实如苹果特征香气物质的积累，乙烯常被作为果实的催熟剂。因此，建立果实乙烯和果实香气物质的内在联系，通过监测乙烯浓度变化来获得果实香气物质浓度，进而对果实品质监测和优选分级进行指导。将苹果香气物质监测转换为苹果乙烯浓度监测，化繁为简，大大降低了制备和生产成本。通过乙烯浓度检测对苹果进行质量分选和指导水果生产，减少抽样浪费，也可广泛应用于果蔬领域。