一種優化的生乳摻雜判別多傳感器陣列的製作方法

2023-11-11 20:48:52 2

專利名稱：一種優化的生乳摻雜判別多傳感器陣列的製作方法
技術領域：
本發明涉及乳製品判別傳感器陣列技術領域，尤其涉及一種由若干選擇性傳感器和若干非選擇性傳感器組成的可利用電化學方法對生乳摻雜進行判別的傳感器陣列。
背景技術：
乳製品的質量安全一直是全社會關注的焦點，給予乳製品以安全保障的關鍵在於乳製品原料的質量，即使用優質生乳，商家出於「提高指標，增加收入」以及「掩蓋質量缺陷」的目的，生乳的摻雜物多種多樣且由來已久，主要有糊精、澱粉、糖類、脂肪粉、乳清粉、銨鹽電解質等，且特點是摻入量比較大；此外，為了降低微生物水平，提高原奶的售價，摻入防腐劑；如原料奶已經變質，則通過摻入其它物質達到穩定奶的性狀而矇混過關；還有使用植物油脂、植物蛋白、動物蛋白、乳糖、礦物質等非奶物質勾兌成與牛奶接近的假牛奶獲取暴 利。生鮮原料乳的檢驗一直是國際國內的重大課題，由於乳製品的消費量巨大，該技術領域也得到了廣泛的重視，在生乳的定義和質量標準方面，國家相關職能部門也一直在進行著規範和檢測工作，但由於奶牛的飼養條件、方式的不同，生乳的質量與衛生問題在國內尤為突出，曾頒布了 「生鮮牛乳收購標準(GB/T6914-86)」和「生乳衛生標準(GB19301-2010) 」，依據於《良好農業規範第8部分奶牛控制點與符合性規範》(GB/T20014. 8)，農業部出臺了《生鮮乳收購站標準化管理技術規範》;在「生鮮牛乳收購標準」中可見，對收購的生鮮牛乳的質量要求方面，分為理化指標、感官指標和細菌指標三大類；理化指標則主要涵括了脂肪、蛋白質、密度、酸度、雜質度、汞、六六六與滴滴涕等項目；檢驗方法主要是索氏提取、凱氏定氮、酸鹼滴定等技術方法；針對凱氏定氮對生乳驗收的缺陷，以三氯乙酸-蛋白質沉澱過濾方法對非蛋白氮進行檢測，出臺了 「乳與乳製品中非蛋白氮含量的測定(GB/T21704-2008) 」國家標準；針對前期出現的三聚氰胺事件，採用高效液相色譜法、液相色譜-質譜/質譜法、氣相色譜-質譜聯用法緊急出臺了「生乳與乳製品中三聚氰胺檢測方法(GB/T22388-2008) 」 ；當前摻假技術五花八門，摻雜物和摻雜方法不同，原料乳的各類特徵值就會不同，綜合考察各摻雜對象的檢測方法，可以對摻雜檢測的方法進行歸類，總結為顯色法(澱粉類、蔗糖、蘇打、石灰水、豆漿、食鹽、尿素、雙氧水、洗衣粉、硝酸鹽、明礬等)、沉澱法(芒硝、氨肥)、試紙法(抗生素、三聚氰胺)、沸煮法(陳乳)、冰點法(摻水)、折射法(摻植物油)等等；複雜的檢測方法有電泳法(乳腺炎)、HPLC(三聚氰胺)、PCR(抗生素、微生物)、微生物培養法(抗生素)等，使用的試劑更是多種多樣，除電導率外，以電化學手段作為檢測方法尚未見公開報導，但是，可以注意到；1)這些現有的檢測方法都只是針對某一種已知摻雜物的特徵屬性進行甄別的，要想對原料奶全面檢測，從工作量上考慮也不可能，且對於剛出現的摻假技術也不能應對，比如現在利用乳清粉+脂肪粉+其它勾兌出來的牛奶利用傳統的查假方法是無能為力的；2)對於層出不窮的摻假技術來說相應的檢驗手段更新太慢，經典的「凱氏定氮法」讓「三聚氰胺事件」成為一個讓人刻骨銘心的事例；3)另外，就是現有的檢測技術針對性太強，缺乏廣譜性，比如檢測NaN03的方法只能檢測NaN03，對於摻入其它的防腐劑如苯甲酸鹽就不能檢測出來，這就是一些收散戶牛奶的奶站，其生乳的細菌數量不超標的原因；4)此外，這些所有的技術方法表現出的生乳信息歸類繁雜，無法進行一個綜合的表達；5)或設備價格昂貴，檢測費時費力，系統所有的運轉費用將由企業直接承擔最終被轉嫁給乳製品消費者；6)而且，在三聚氰胺事件發生前，各涉案乳品企業就已經採取了一定措施及前述的各檢測設備與手段，但仍然沒有阻止「三聚氰胺」事件的發生，這說明現有品控技術和方法及管理，偶是存在瑕疵，難以承擔生乳摻雜檢驗的重任，在生乳驗收檢測方面迫切需要一次質的飛躍；綜合以上當前不足，各部門要把提高生乳檢測水平當作一個系統工程中的一個非常重要的環節來看待，使「內地人到香港搶購奶粉」儘早成為過去。

發明內容
本發明的目的是提供一種優化的生乳摻雜判別多傳感器陣列，它在交互敏感和相對選擇性的理論指導下，篩選並組建一個由若干選擇性傳感器和若干非選擇性的交互感應傳感器組成多傳感器陣列，該傳感器陣列與電化學工作站相連接，獲得的樣本乳的電化學 信號可以通過採用化學計量學方法進行信息統計與歸納，可以構建一套具有廣譜識別能力的有別於傳統紅外檢測方法的生乳摻雜快速檢測系統。為了解決背景技術所存在的問題，本發明是採用以下技術方案它是由傳感器陣列I和電化學工作站兩部分組成；傳感器陣列I與電化學工作站連接，傳感器陣列I內設置有工作電極2、輔助電極3和參比電極。所述的傳感器陣列I是由固定旋鈕1-1和可升降式固定杆1-2組成，可升降式固定杆1-2通過固定旋鈕1-1固定。所述的工作電極2包括3-5種選擇性傳感器2-1和6_8種非選擇性傳感器2_2，其中選擇性傳感器2-1安裝固定在相應的選擇性傳感器安裝槽2-1-1內，非選擇性傳感器2-2安裝固定在相應的非選擇性傳感器安裝槽2-2-1內，非選擇性傳感器2-2不具備特異性識另O，但具有交互敏感特徵，選擇性傳感器組和非選擇性傳感器組相對獨立並可拆卸清洗，按照不同的檢測方法分組安裝在陣列槽中。所述的選擇性傳感器2-1包括pH電極、鈉度計、電導傳感器、氨電極、溶解氧檢測傳感器等，均為各專業企業製作，可通過市場售買購得，但須經過線路改裝後與電化學工作站相連接。所述的非選擇性傳感器2-2包括鉬、金、銥、鈀、錸、銠、鎢、鉛、銀、各型號不鏽鋼以及玻碳電極等，均為貴金屬惰性電極，可通過市場購買，或以直徑為O. 05-3. OOmm的金屬絲線為材料按一定模式固定並封閉在聚四氟乙烯等惰性材料中，另一端以青銅、黃銅或其它金屬導線與電化學工作站相連接。所述的非選擇性傳感器2-2採用電化學檢測方法中的伏安法，在數據採集的時候傳感器均已獨立的三電極系統為基礎，即每一個工作電極2應有與之對應的輔助電極3及參比電極，通過多通道選通儀及控制軟體的協調，使得各非選擇性傳感器2-2和工作電極2共用一組輔助電極3和參比電極，保證在各工作電極2在進行響應信號採集的時候能夠獨立構成三電極系統，每個工作電極2與輔助電極3的距離相等，消除不同工作電極2由溶液電阻產生的背景幹擾因素，參比電極位於整個傳感器陣列結構的中心，各傳感器通過多通道選通儀連接到電化學工作站，由裝有控制軟體的計算機進行各檢測液的電化學信號採集。所述的非選擇性傳感器2-2為伏安型傳感器，採用微分脈衝伏安法對檢測液進行電化學信號採集，電導電極在交流阻抗檢測方法下進行電化學信號採集。所述的輔助電極3可以使用各種化學性質穩定、導電率高的各種貴金屬電極以及各型號不鏽鋼電極。所述的參比電極可以為Ag/AgCl電極和甘汞電極。所述的傳感器陣列I可固定在機械臂上，機械臂可以在系統指令下在若干個可平面有序轉動的檢測池中上下移動，在與電化學工作系統相連之後，傳感器陣列可在檢測池中能夠被磁力攪拌器或槳葉攪拌器清洗自潔，並恢復到檢測的初始電化學狀態。所述的電工學工作站為電化學工作儀器與安裝有驅動程序的計算機連接。本發明在交互敏感和相對選擇性的理論指導下，篩選並組建一個由若干選擇性傳感器和若干非選擇性的交互感應傳感器組成多傳感器陣列，該傳感器陣列與電化學工作站相連接，獲得的樣本乳的電化學信號可以通過採用化學計量學方法進行信息統計與歸納，可以構建一套具有廣譜識別能力的有別於傳統紅外檢測方法的生乳摻雜快速檢測系統。


圖I是本發明中傳感器陣列的結構示意圖；圖2是本發明可裝卸傳感器陣列的結構示意圖。·
具體實施例方式參照圖1，圖2，本具體實施方式
採用以下技術方案它是由傳感器陣列I和電化學工作站兩部分組成；傳感器陣列I與電化學工作站連接，傳感器陣列I內設置有工作電極
2、輔助電極3和參比電極。所述的傳感器陣列I是由固定旋鈕1-1和可升降式固定杆1-2組成，可升降式固定杆1-2通過固定旋鈕1-1固定。所述的工作電極2包括3-5種選擇性傳感器2-1和6_8種非選擇性傳感器2_2，其中選擇性傳感器2-1安裝固定在相應的選擇性傳感器安裝槽2-1-1內，非選擇性傳感器2-2安裝固定在相應的非選擇性傳感器安裝槽2-2-1內，非選擇性傳感器2-2不具備特異性識另O，但具有交互敏感特徵，選擇性傳感器組和非選擇性傳感器組相對獨立並可拆卸清洗，按照不同的檢測方法分組安裝在陣列槽中。所述的選擇性傳感器2-1包括pH電極、鈉度計、電導傳感器、氨電極、溶解氧檢測傳感器等，均為各專業企業製作，可通過市場售買購得，但須經過線路改裝後與電化學工作站相連接。所述的非選擇性傳感器2-2包括鉬、金、銥、鈀、錸、銠、鎢、鉛、銀、各型號不鏽鋼以及玻碳電極等，均為貴金屬惰性電極，可通過市場購買，或以直徑為O. 05-3. OOmm的金屬絲線為材料按一定模式固定並封閉在聚四氟乙烯等惰性材料中，另一端以青銅、黃銅或其它金屬導線與電化學工作站相連接。
所述的非選擇性傳感器2-2採用電化學檢測方法中的伏安法，在數據採集的時候傳感器均已獨立的三電極系統為基礎，即每一個工作電極2應有與之對應的輔助電極3及參比電極，通過多通道選通儀及控制軟體的協調，使得各非選擇性傳感器2-2和工作電極2共用一組輔助電極3和參比電極，保證在各工作電極2在進行響應信號採集的時候能夠獨立構成三電極系統，每個工作電極2與輔助電極3的距離相等，消除不同工作電極2由溶液電阻產生的背景幹擾因素，參比電極位於整個傳感器陣列結構的中心，各傳感器通過多通道選通儀連接到電化學工作站，由裝有控制軟體的計算機進行各檢測液的電化學信號採集。所述的非選擇性傳感器2-2為伏安型傳感器，採用微分脈衝伏安法對檢測液進行電化學信號採集，電導電極在交流阻抗檢測方法下進行電化學信號採集。所述的輔助電極3可以使用各種化學性質穩定、導電率高的各種貴金屬電極以及各型號不鏽鋼電極。
所述的參比電極可以為Ag/AgCl電極和甘汞電極。所述的傳感器陣列I可固定在機械臂上，機械臂可以在系統指令下在若干個可平面有序轉動的檢測池中上下移動，在與電化學工作系統相連之後，傳感器陣列可在檢測池中能夠被磁力攪拌器或槳葉攪拌器清洗自潔，並恢復到檢測的初始電化學狀態。所述的電工學工作站為電化學工作儀器與安裝有驅動程序的計算機連接。本具體實施方式
在交互敏感和相對選擇性的理論指導下，篩選並組建一個由若干選擇性傳感器和若干非選擇性的交互感應傳感器組成多傳感器陣列，該傳感器陣列與電化學工作站相連接，獲得的樣本乳的電化學信號可以通過採用化學計量學方法進行信息統計與歸納，可以構建一套具有廣譜識別能力的有別於傳統紅外檢測方法的生乳摻雜快速檢測系統。實施例對生乳、巴氏乳、陳放乳、酸敗乳等的電化學識別研究，以新鮮生乳、巴氏乳、酸敗乳、陳放乳及兩類摻入陳放乳的新鮮生乳樣品為研究對象，通過構建的傳感器陣列系統對各檢測樣品進行電化學識別研究，根據前期研究設置微分脈衝伏安法激發信號參數為:Init E = 0V,Final E = O. 5V, Incr E = O. 005V,Amplitude = 0. 05V,Pulse Width =0. 05s，將上述傳感器陣列組合進入到檢測液樣品中，工作電極陣列由鉬電極、金電極、鈀電極、鈦電極、鎢電極和銀電極；輔助電極為鉬柱電極；參比電極為Ag/AgCl電極；傳感器將溶液組分信息在脈衝電位激發下轉化為電流信號，通過電化學工作站輸送至計算機進行處理分析；將各傳感器所採集的電流信號數據進行疊加，作為傳感器陣列對3種乳液樣品採集的數據，通過安裝於計算機中的分析軟體SPSS18. O中的主成分分析方法進行分析處理。
權利要求
1.一種優化的生乳摻雜判別多傳感器陣列，其特徵在於它是由傳感器陣列(I)和電化學工作站兩部分組成；傳感器陣列(I)與電化學工作站連接，傳感器陣列(I)內設置有工作電極(2)、輔助電極(3)和參比電極。
2.根據權利要求I所述的一種優化的生乳摻雜判別多傳感器陣列，其特徵在於所述的傳感器陣列(I)是由固定旋鈕(1-1)和可升降式固定杆(1-2)組成，可升降式固定杆(1-2)通過固定旋鈕(1-1)固定。
3.根據權利要求I所述的一種優化的生乳摻雜判別多傳感器陣列，其特徵在於所述的工作電極(2)包括3-5選擇性傳感器(2-1)和6-8種非選擇性傳感器(2-2),其中選擇性傳感器(2-1)安裝固定在相應的選擇性傳感器安裝槽(2-1-1)內，非選擇性傳感器(2-2)安裝固定在相應的非選擇性傳感器安裝槽(2-2-1)內。
4.根據權利要求3所述的一種優化的生乳摻雜判別多傳感器陣列，其特徵在於所述的選擇性傳感器(2-1)包括pH電極、鈉度計、電導傳感器、氨電極、溶解氧檢測傳感器。
5.根據權利要求3所述的一種優化的生乳摻雜判別多傳感器陣列，其特徵在於所述的非選擇性傳感器(2-2)包括鉬、金、銥、鈀、錸、銠、鎢、鉛、銀、各型號不鏽鋼以及玻碳電極，均為貴金屬惰性電極。
6.根據權利要求3所述的一種優化的生乳摻雜判別多傳感器陣列，其特徵在於所述的非選擇性傳感器(2-2)為伏安型傳感器。
7.根據權利要求I所述的一種優化的生乳摻雜判別多傳感器陣列，其特徵在於所述的參比電極可以為Ag/AgCl電極和甘汞電極。
全文摘要
一種優化的生乳摻雜判別多傳感器陣列，它涉及乳製品判別傳感器陣列技術領域。它是由傳感器陣列(1)和電化學工作站兩部分組成；傳感器陣列(1)與電化學工作站連接，傳感器陣列(1)內設置有工作電極(2)、輔助電極(3)和參比電極。它在交互敏感和相對選擇性的理論指導下，篩選並組建一個由若干選擇性傳感器和若干非選擇性的交互感應傳感器組成多傳感器陣列，該傳感器陣列與電化學工作站相連接，獲得的樣本乳的電化學信號可以通過採用化學計量學方法進行信息統計與歸納，可以構建一套具有廣譜識別能力的有別於傳統紅外檢測方法的生乳摻雜快速檢測系統。
文檔編號G01N27/416GK102928490SQ20121036247
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者石磊, 曾祥盛, 黃贛輝, 鄧丹雯, 郭平 申請人:江西出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫綜合技術中心