一种基于白酒中的风味物质敏感反应的比色传感阵列识别有机物的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于白酒中的风味物质敏感反应的比色传感阵列识别有机物的方法，本发明专利技术方法利用对不同风味物质发生化学反应或作用的物质构建比色传感阵列，该阵列对白酒中最为重要的风味物质有明显差异化响应，进一步通过PCA和HCA能够区分不同种类的风味物质，将该阵列进一步用于白酒的识别与区分，结果显示其不仅可以区分不同香型的白酒，对同一香型白酒具有相似风味特征的白酒也可以得到很好的效果。本发明专利技术绿色环保，可行性很高，实现了简便、快速、有效的在线识别多种不同的中国白酒，这种阵列构建策略为酒精饮料行业甚至食品饮料行业提供了潜在的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于白酒中的风味物质敏感反应的比色传感阵列识别有机物的方法
本专利技术属于纳米技术及食品真实性领域，具体涉及一种基于白酒中的风味物质敏感反应的比色传感阵列识别有机物的方法及其应用。
技术介绍
白酒种类丰富，成分复杂，有浓香型、清香型、酱香型等多种香型，其中以浓香型白酒种类最为丰富。白酒中含有多种易挥发性化合物，包括有机酸、酯类、醇类、醛类、酮类、芳香类等，可以统称为风味物质，正是这些风味化合物之间的差异导致了白酒不同的香型和风格。例如酯类物质是白酒中含量最多的风味物质之一，己酸乙酯是浓香型白酒的主体香味成分，乙酸乙酯和乳酸乙酯是清香型白酒的主体香味成分；酸类物质可以对白酒的主体香气起烘托作用和缓冲作用，调和酒味。随着白酒产业的快速发展和人们生活水平的提高，白酒品质的监控和评价对于生产过程控制、市场管理以及消费者的利益保障越来越显得重要。传统的监控方法有感官评价法、色谱法和光谱法等，然而依赖于大型仪器对单个样品逐个组分进行研究的分析模式，很难实现对多种中国白酒总体特征的准确识别；此外，成本高、操作方法复杂等不足也限制了其在现场中实时检测的应用。因此，开发一种简便、快速且有效的对不同白酒鉴别的方法十分重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种基于白酒中的风味物质敏感反应的比色传感阵列识别有机物的方法，实现简便、快速、有效的在线识别多种不同的中国白酒。本专利技术提供了一种基于白酒中的风味物质敏感反应的比色传感阵列识别有机物的方法，包括如下步骤：(1)构建包含3种传感单元的比色传感阵列，其中，第一种传感单元利用羟胺、氢氧化钠、酸性氯化铁溶液作为检测试剂与待测物中的羧酸酯进行显色反应。第二种传感单元利用2,4-二硝基苯肼、氢氧化钠作为检测试剂，其中，2,4-二硝基苯肼与待测物中的含羰基物质反应生成2,4-二硝基苯腙，再与氢氧化钠进行显色反应。第三种传感单元利用金纳米粒和银纳米粒作为检测试剂与待测物中的有机酸分子进行显色反应。所述待测物为羧酸酯类、含羰基有机物、有机酸中的一种或几种的混合物，如白酒等。(2)获取步骤1构建的比色传感阵列反应后的比色指纹图谱；(3)提取步骤2的比色指纹图谱的图像数据，利用经典模式识别方法进行区分和判别待测物中的成分。进一步地，所述步骤1中，第一种传感单元内，羟胺、氢氧化钠、氯化铁、待测物中羧酸酯的摩尔比为30:5-20:3：0.75-0.03。加样顺序为：羟胺、氢氧化钠、待测物、氯化铁。进一步地，所述步骤1中，第二种传感单元中，2,4-二硝基苯肼、氢氧化钠、待测物中含羰基物质摩尔比为1:1:0.75-0.03。加样顺序为：2,4-二硝基苯肼、待测物、氢氧化钠。进一步地，所述步骤1中，所述金纳米粒表面还修饰有组氨酸，金纳米粒和银纳米粒的尺寸为10nm。进一步地，银纳米粒和修饰有组氨酸的金纳米粒的制备方法如下：合成表面修饰有组氨酸的金纳米粒具体包括：A1、将4mL、50mmol/L的氯金酸溶液加入96mL蒸馏水中，加热到100℃后，加入20mL、38.8mmol/L柠檬酸钠溶液搅拌30min后冷却到常温即可得到金纳米粒。A2、取20mL的金纳米粒，加入5mL蒸馏水和7.5μL、10mmol/L的组氨酸。混合后的溶液以6000r/min的条件下离心10min，弃去析出的蒸馏水，将剩余的带有氨基酸的纳米金用蒸馏水定容至25mL。合成银纳米粒具体包括：B1、将250μL、100mmol/L的硝酸银溶液加入100mL蒸馏水中，在冰水浴中搅拌，依次加入250μL、100mmol/L柠檬酸钠溶液和1mL、5mmol/L硼氢化钠溶液，搅拌30min后在4℃黑暗条件下静置24h获得银纳米粒。进一步地，金纳米粒和银纳米粒与待测物中有机酸的摩尔比为：2：1。进一步地，所述第一种传感单元中包括不同氢氧化钠浓度构建的多个传感单元；所述第二种传感单元包括不加或加入不同提高反应试剂灵敏度的试剂构建的多个传感单元，提高反应试剂灵敏度的试剂包括亚硫酸和对甲苯磺酸。优选地，第一种传感单元为3个，第二种传感单元为3个，第三种传感单元为2个，构建过程具体如下：第一种传感单元即羟胺系列传感器由0.5mol/L的羟胺溶液，1mol/L的氢氧化钠溶液构成，首先在96孔板中加入30μL的羟胺水溶液，分别加入5，10，20μL的氢氧化钠溶液后再加入不同浓度的待测物溶液30μL，反应5min后加入40mmol/L的酸性氯化铁溶液，并用加入不同体积的乙醇保证三个传感点总体积一致；第二种传感单元即2,4-二硝基苯肼系列传感器由50mol/L的2,4-二硝基苯肼溶液，5.mmol/L的对甲基苯磺酸溶液和50.mmol/L的亚硫酸溶液构成，首先在96孔板中加入30μL的2,4-二硝基苯肼乙醇溶液，分别加入30μL的乙醇、对甲苯磺酸和亚硫酸溶液后，加入不同浓度的待测物溶液30μL，反应5min后加入1mol/L的氢氧化钠溶液；第三种传感单元即贵金属纳米粒系列传感器由纳米金和纳米银溶液构成，在96孔板中分别加入上述合成的纳米金和纳米银溶液后，加入不同浓度的待测物溶液30μL，反应5min；进一步地，所述比色传感阵列还设有对照单元，对照单元的组成为不同传感单元对应的检测试剂和52％的乙醇。进一步地，所述步骤2中，所述获取比色传感阵列的比色指纹图谱的方法包括：将比色传感阵列置于白光上，拍照获取图像并采用图像处理软件提取每个传感单元的RGB值，将各个传感单元的RGB值与对照值之间的差值ΔRGB作为不同酒样基于此检测阵列的比色指纹。优选地，用一块不透明的黑布覆盖15WLED平板，在平板中央切出一块面积为96孔板的区域，这样只有该区域具有均匀的白色背光。反应后的96孔板放在此处，并使用佳能EOS750D数码相机在黑暗中捕获图像。相机配备了佳能EFS18–135mm变焦镜头，固定在三脚架上，并以1/125s的恒定快门速度，f/11的光圈设置和ISO400胶片感光度进行拍摄。在所有照片拍摄过程中，相机参数，与LED面板的距离，面板光功率以及黑暗的室内环境均保持不变，以避免不同照片的色彩偏差。优选地，通过AdobePhotoshop提取了每个反应孔直径为25个像素的中心区域中所有像素的RGB平均值，以避免出现不均匀的颜色和边缘阴影。通过将反应组的彩色RGB值与对照组的RGB值进行比较，以进行化学计量分析，从而获得颜色矢量矩阵(ΔRGB)。另外，仅出于可视化目的，将ΔRGB范围扩展到0-255以绘制色差图。作为进一步优化，步骤3中，采用的经典模式识别方法有主成分分析(PCA)和分层聚类分析(HCA)。与现有技术相比，本专利技术技术方案的优点和有益效果是：本专利技术基于风味物质敏感反应的比色传感阵列识别中国白酒的方法具有操作简便、快速高效且可视化、成本低、易实现在线检测的特点，可用于多种香型白酒的鉴别，并且对白酒中的风味物质进行定性及半定量的测定，对中国白酒质量监控和市场管理具有非常重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于白酒中的风味物质敏感反应的比色传感阵列识别有机物的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)构建包含3种传感单元的比色传感阵列，其中，第一种传感单元利用羟胺、氢氧化钠、酸性氯化铁溶液作为检测试剂与待测物中的羧酸酯进行显色反应。第二种传感单元利用2,4-二硝基苯肼、氢氧化钠作为检测试剂，其中，2,4-二硝基苯肼与待测物中的含羰基物质反应生成2,4-二硝基苯腙，再与氢氧化钠进行显色反应。第三种传感单元利用金纳米粒和银纳米粒作为检测试剂与待测物中的有机酸分子进行显色反应。所述待测物为羧酸酯类、含羰基有机物、有机酸中的一种或几种的混合物。/n(2)获取步骤1构建的比色传感阵列反应后的比色指纹图谱；/n(3)提取步骤2的比色指纹图谱的图像数据，利用经典模式识别方法进行区分和判别待测物中的成分。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于白酒中的风味物质敏感反应的比色传感阵列识别有机物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)构建包含3种传感单元的比色传感阵列，其中，第一种传感单元利用羟胺、氢氧化钠、酸性氯化铁溶液作为检测试剂与待测物中的羧酸酯进行显色反应。第二种传感单元利用2,4-二硝基苯肼、氢氧化钠作为检测试剂，其中，2,4-二硝基苯肼与待测物中的含羰基物质反应生成2,4-二硝基苯腙，再与氢氧化钠进行显色反应。第三种传感单元利用金纳米粒和银纳米粒作为检测试剂与待测物中的有机酸分子进行显色反应。所述待测物为羧酸酯类、含羰基有机物、有机酸中的一种或几种的混合物。
(2)获取步骤1构建的比色传感阵列反应后的比色指纹图谱；
(3)提取步骤2的比色指纹图谱的图像数据，利用经典模式识别方法进行区分和判别待测物中的成分。


2.根据权利要求1所述的一种基于白酒中的风味物质敏感反应的比色传感阵列识别有机物的方法，其特征在于，所述步骤1中，第一种传感单元内，羟胺、氢氧化钠、氯化铁、待测物中羧酸酯的摩尔比为30:5-20:3：0.75-0.03。加样顺序为：羟胺、氢氧化钠、待测物、氯化铁。


3.根据权利要求1所述的一种基于白酒中的风味物质敏感反应的比色传感阵列识别有机物的方法，其特征在于，所述步骤1中，第二种传感单元中，2,4-二硝基苯肼、氢氧化钠、待测物中含羰基物质摩尔比为1:1:0.75-0.03。加样顺序为：2,4-二硝基苯肼、待测物、氢氧化钠。


4.根据权利要求1所述的一种基于白酒中的风味物质敏感反应的比色传感阵列识别有机物的方法，其特征在于，所述步骤1中，所述金纳米粒表面还修饰有组氨酸，金纳米粒和银纳米粒的尺寸为10nm。


5.根据权利要求4所述的一种基于白酒中的风味物质敏感反应的比色传感阵列识别有机物的方法，其特征在于，银纳米粒和修饰有组氨酸的金纳米粒的制备方法如下：
合成表面修饰有组氨酸的金纳米粒具体包括：
A1、将4mL、50mmol/L的氯金酸溶液加入96mL蒸馏水中，加热到100℃后，加入20...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘远斌，陈云吟，付海燕，胡瑛，周春松，沈才洪，王松涛，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33