[发明专利]糖类乳酸菌代谢分析检测装置及方法

说明书

本发明涉及一种糖类乳酸菌代谢分析检测装置，包括：控制器、信号电路、光源调制电路、激励光源、光寻址电位传感器、参考电极、测试腔；光寻址电位传感器固定在测试腔的底部，与信号电路连接；参考电极一端插入测试腔，另一端连接信号电路，为光寻址电位传感器提供偏压；激励光源设置于光寻址电位传感器的背面，与光源调制电路相连，为光寻址电位传感器提供光激励；光源调制电路与信号电路连接，受信号电路控制对光激励进行调制；控制器与信号电路通信连接，进行检测控制、记录并处理采集数据。本发明能够实现对糖类乳酸菌代谢进行定量分析检测。

技术领域

本申请涉及生物传感器领域，尤其涉及糖类乳酸菌代谢分析检测装置及方法。

背景技术

味觉是食物在人的口腔内对味觉器官化学感受系统进行刺激而产生的一种感觉，包括甜、酸、苦、咸四种基本味觉。人们平常尝到的各种味道，都是这四种味觉混合的结果。味觉的感受器是舌头上的味蕾，味蕾呈卵圆形，主要由味觉细胞和支持细胞组成，味觉细胞顶部有微绒毛向味孔方向伸展，与唾液接触，细胞基部有神经纤维支配。食物中的化学物质溶解在唾液中，通过味孔与味觉感受器细胞接触，在那里它们与味觉感受器或离子通道相互作用。这些相互作用触发细胞内的信号级联，诱导细胞的动作电位，电信号最终通过神经纤维传递到大脑，形成味觉。味觉细胞表面有许多味觉感受分子，不同物质能与不同的味觉感受分子结合而呈现不同的味道。人的味觉从受食物刺激到感受到滋味仅需1.5-4.0ms，比视觉13-45ms,听觉1.27-21.5ms,触觉2.4-8.9ms 都快。一直以来，味觉的分析主要采用人工味觉分析法来判断，具有较大的主观性，难以精准分析评价食品带来的味觉。因此，通过味觉传感器能够实现现场、快速、实时检测，对于食品领域具有重要的意义。

糖是一种重要的调味品，根据所含热量分为高热量甜味剂和低热甜味剂。高热量甜味剂包括蔗糖、蜂蜜等天然甜味剂，所含热量高，长期超量食用容易引起肥胖甚至糖尿病。低热甜味剂是指具有甜味、产生热能低且其营养价值低的物质，常用于控制血糖升高，避免肥胖，控制体重和预防心血管疾病的发生，还用作糖尿病患者食糖代用品。人类和其他哺乳动物的口腔中乳酸菌与食物中的微量糖发酵反应产生有机酸，包括乳酸、乙酸（乙醇）等产物，赋予不同糖类特定的口味。通过生物传感器准确分析乳酸菌对不同糖类的代谢特性，对于食品领域制备低热量且口味趋近蔗糖的甜味剂具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺点，提出一种糖类乳酸菌代谢分析检测装置及方法，解决现有技术中存在的常规味觉分析检测主观性强、准确性差的问题。

本发明提供一种糖类乳酸菌代谢分析检测装置，包括：控制器、信号电路、参考电极、测试腔、光寻址电位传感器、激励光源和光源调制电路；测试腔设置于光寻址电位传感器的正面，与信号电路连接；参考电极一端插入测试腔，另一端连接信号电路，为光寻址电位传感器提供偏压；激励光源设置于光寻址电位传感器的背面，与光源调制电路相连，为光寻址电位传感器提供光激励；光源调制电路与信号电路连接，受信号电路控制对光激励进行调制；控制器与信号电路通信连接，进行检测控制、记录并处理采集数据。

优选的，光寻址电位传感器从背面到正面由导电层、硅片基底、绝缘体层和传感器层顺序构成，传感器层为氧化钽。

优选的，激励光源由多个定焦可调红外激光二极管模块组成。

优选的，测试腔包括顶盖和腔体，腔体具有包括参考室和活动室的多腔室结构。腔体具有四个腔室。

优选的，信号电路和光源调制电路分别包括切换电路，控制腔室的信号采集和光激励的切换。

优选的在腔室之间设置带有密封帽的盐桥腔。

本发明还提供一种利用上述任意一种装置进行糖类乳酸菌代谢分析检测的方法，包括：在测试腔中滴定糖溶液与传感器层进行调整；调整阶段结束后，在测试腔中滴入乳酸菌溶液，向传感器施加偏置电压，对激励光源进行调制；实时记录检测信号，并根据检测信号描绘该糖溶液的乳酸菌代谢曲线。