[发明专利]碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法

说明书

本发明属于维生素C含量，公开了一种碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法，以维生素C和碘之间的氧化还原反应为基础，用红外摄像头通过浊度测量方法测定反应后剩余的碘量，得到维生素C的含量；红外发光LED发出的红外光透过碘悬浊液后被吸收和散射后，透过的光线被红外摄像头捕获形成数字图像，处理后获得可用于表征维生素C浓度的颜色分量；将摄像机获取的不同颜色分量与对应的不同浓度的维生素C进行拟合，得到拟合度较高的表达式用于未知浓度的维生素C的测量。碘比浊法与红外摄像头和图像处理技术结合用于维生素C的测定，提供了一种新的维生素C测量方法，具有操作简单、小型化等优点，拓宽了图像检测的应用领域。

技术领域

本发明属于维生素C含量测定技术领域，尤其涉及一种碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：维生素C是一种无色晶体，可溶于水。由于维生素C具有预防坏血病的功能，因此在医学上又称为抗坏血酸。维生素C参与体内糖的代谢及氧化还原过程；参与细胞间质的生成，降低毛细血管脆性，加速血液的凝固；参与解毒功能，增加对感染的抵抗力；促进叶酸形成四氢叶酸，增加铁在肠道的吸收；具有抗组胺的作用。大多数植物和动物能够根据自身需要合成维生素C。然而，由于人体内缺乏酶古洛糖酸内酯氧化酶，不能合成维生素C。因此，人体的维生素C主要通过水果、蔬菜和药剂来补充。因此，准确测定维生素C含量对饮食健康和保健有至关重要的作用。

现在有多种方法用于测量维生素C含量，国标方法(GB12392-90：蔬菜、水果及其制品中总抗坏血酸的测定方法)规定了荧光法和2,4-二硝基苯肼比色法测定抗坏血酸，适用于蔬菜、水果及其制品中总抗坏血酸的测定，国标方法中的荧光法需要用到荧光光度计，2,4-二硝基苯肼比色法需要用到紫外光光度计。其它检测方法还包括液相色谱法(HPLC)、荧光光谱法、可见光分光光度法和电化学方法。液相色谱法、荧光光谱法检测速度快、结果可靠，但所需色谱仪器或者光谱仪器价格昂贵，操作相对复杂。电化学方法易于小型化，灵敏度高，但多次测量后反应产物会污染电极，需经常更换电极。近年来，发展了一些新的方法，如共振瑞利散射法，流动注射化学发光法。共振瑞利散射法是用铁氰化钾与维生素C反应生成亚铁氰化钾，再与Zn²⁺反应生成纳米锌钾，然后用透射电子显微镜观察纳米颗粒的形状和直径来测量维生素C含量，流动注射化学发光法测量维生素C，除了通过催化剂和溶解氧反应发生化学发光，而且发光较弱，需要使用光电倍增管才能测量发光强度。然而，这些方法需要昂贵的仪器例如电子显微镜和光电倍增管，而且操作复杂。可见光分光光度法测量维生素C基于显色反应，通过维生素C将Fe(Ⅲ)定量还原为Fe(Ⅱ)，Fe(Ⅱ)与邻二氮菲反应生成稳定的橙红色络合物，测量在特定波长下的吸光度来测量维生素C浓度。在0-8ug/L范围内结果可靠，常常用于维生素C的检测，被广泛使用，用来作为对比验证。

近年来，计算机图像处理技术和成像技术的发展使摄像头和图像法被广泛应用在各种领域。在土壤检测中，由数字图像的RGB值及其衍生的土壤指数，可以用来确定土壤中氧化铁和细颗粒的含量。使用数码相机利用N，N'-二乙基苯二胺测定水中的铁和余氯。利用普通摄像头结合图像处理技术获取图像信息，测定水的浊度、亚硝酸盐、氨氮、硫化物、磷酸盐等。利用数码相机与图像处理技术结合的检测方法具有设计简单，操作便捷，结果可视化等优点，验证了使用数字摄像头结合图像处理技术在痕量分析领域应用的可行性。目前还没有应用图像处理方法和技术测量果蔬中维生素C含量。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有测量维生素C含量方法存在所需仪器价格昂贵，操作相对复杂；多次测量后反应产物污染电极。

解决上述技术问题的难度：上述讨论的维生素C测量方法，对维生素C样品，或者对蔬菜、水果及其制品中维生素C的测定，都需要进行复杂的处理过程，包括加入物质发生显色反应生成有色物质，或者其它反应生成纳米颗粒，或者加入催化剂等物质反应后生成发光物质，然后才能结合专业仪器如分光光度计、色谱仪等进行检测。另外不同测量方法的反应原理和过程也不同，因此简化测量过程、简化仪器设计和降低仪器成本对于维生素C测量具有重要的实用意义。