过氧化苯甲酰检测方法

摘要

本发明涉及一种过氧化苯甲酰检测方法，属于食品检测技术领域，包括：(1)合成金纳米棒溶液；(2)将待检测的物质稀释成第一溶液；(3)向步骤(2)处理后第一溶液中依次加入3,3',5,5'‑四甲基联苯胺(TMB)溶液，酸性溶液和金纳米棒溶液形成第二溶液；(4)根据第二溶液的颜色确定物质中过氧化苯甲酰的浓度。本发明的一种过氧化苯甲酰检测方法，基于快速检测技术和金纳米棒的特性，通过混合待检测物质，TMB，酸性溶液以及金纳米棒溶液，使得BPO氧化TMB产生TMB2+，不同浓度的TMB2+刻蚀金纳米棒后会产生对比强烈的颜色变化，能够快速灵敏地对BPO的浓度进行检测，特异性强，无需大型仪器，成本较低。

说明书

技术领域

本发明涉及一种食品中过氧化苯甲酰的检测方法，其属于食品检测技术领域。

背景技术

近年来，过氧化苯甲酰(BPO)由于在痤疮的治疗、引发聚合反应、漂白面粉等方面的广泛应用而得到极大的关注。过氧化苯甲酰如果用作面粉添加剂，可改善小麦粉和玉米淀粉的颜色和光泽，但会氧化成维生素和胡萝卜素，并导致面粉营养物质的破坏。并且，BPO可能诱发癌症，对人外周血淋巴细胞产生遗传毒性作用。此外，在面粉的储存和烹饪过程中，BPO可能会转化为其他有害物质，例如苯甲酸，联苯和苯甲酸苯酯，这可能进一步导致组织损伤和潜在疾病。因此，实现对面粉中BPO的检测对于保证食品安全具有重要意义。

目前，对面粉中BPO的检测方法主要有光谱法、色谱法、质谱法和电化学法。这些方法均具有很高的灵敏度，但样品前处理繁琐、检测成本高、时间长，需要专业技术人员和昂贵的设备作为支撑，难以满足快速、低成本检测等实际的需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中存在的不足，提供一种过氧化苯甲酰检测方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

根据本申请实施例的一方面，提供一种过氧化苯甲酰的检测方法，该方法包括：

(1)合成金纳米棒溶液；

(2)将待检测的物质稀释成第一溶液；

(3)向步骤(2)处理后第一溶液中依次加入3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)溶液，酸性溶液和金纳米棒溶液形成第二溶液；

(4)根据该第二溶液的颜色确定物质中过氧化苯甲酰的浓度。

在一些实施例中，步骤(1)中，合成金纳米棒溶液包括：

11)在第一十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液中依次加入第一氯金酸(HAuCl

12)在第二十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液中依次加入第二氯金酸(HAuCl

13)将所述金种子溶液加入该生长溶液中保持第二预定时间后经过离心处理，再加入去离子水中经分散处理得到该金纳米棒溶液。

在一些实施例中，该方法还包括：在步骤(3)中，在该第二溶液中加入第三十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液，测定加入第三CTAB溶液后的第二溶液的颜色。

在一些实施例中，该第二溶液中该十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的浓度大于等于40mmol/L。

在一些实施例中，其中，该酸性溶液是盐酸溶液或氢溴酸(HBr)溶液。

在一些实施例中，其中，步骤(3)中形成该第二溶液第一预定时间后，根据该第二溶液的颜色确定物质中过氧化苯甲酰的浓度。

在一些实施例中，该待检测的物质是面粉时，步骤(2)包括：

在该待检测的物质中加入丙酮放至离心管中，进行超声提取，涡旋振荡器混均，以及离心处理，将离心处理后的物质通过膜滤器，并使用氮气吹干后加入无水丙酮，形成该第一溶液。

在一些实施例中，其中，在步骤(4)中，将该第二溶液的颜色与比色卡进行比对，以确定物质中过氧化苯甲酰的浓度。

在一些实施例中，其中，该方法还包括：

在根据比色卡比对确定浓度小于或等于第一阈值时，使用紫外-可见分光光度仪测定该第二溶液的吸收光谱，根据吸收光谱定量确定该过氧化苯甲酰的浓度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过混合待检测物质，TMB，酸性溶液以及金纳米棒溶液，使得BPO氧化TMB产生TMB

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请实施例的特定实施方式，指明了本申请实施例的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的过氧化苯甲酰的检测方法示意图；

图2为本发明实施例中的金纳米棒溶液的合成示意图；

图3为本发明实施例中的金纳米棒溶液中金纳米棒透镜电子显微镜(TEM)下示意图；

图4为本发明实施例中BPO浓度为5μg/mL时金纳米棒刻蚀TEM下示意图；

图5为本发明实施例中BPO浓度为10μg/mL时金纳米棒刻蚀TEM下示意图；

图6为本发明实施例中BPO浓度为12.5μg/mL时金纳米棒刻蚀TEM下示意图；

图7为本发明实施例中的不同BPO浓度下测得的紫外-可见吸收光谱(380-850nm)曲线示意图；

图8为本发明实施例中的LSPR峰蓝移值与BPO浓度的动态响应范围示意图；

图9为本发明实施例中的预定测定的光谱示意图；

图10为本发明实施例中的CTAB浓度与吸光度关系示意图；

图11为本发明实施例中的反应时间与吸光度关系示意图；

图12为本发明实施例中的实验原理图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。

在本申请实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“所述”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

快速可视化检测技术是一种近年新兴的快速检测技术，可以对目标物定性/半定量分析检测，快速可视化检测通过目标物识别过程中产生的可视信号如颜色、荧光和相变等对分析结果进行快速判断，金纳米颗粒具有突出的表面等离子共振性质(相较其他金属纳米粒子)。棒状的金纳米颗粒具有横向和纵向两个SPR峰，其中，纵向SPR峰的位置(以下称为LSPR峰)取决于棒状的金纳米颗粒的长短轴比，因此如果改变金纳米棒颗粒的长径比，可以使溶液颜色从棕-灰-绿-蓝-紫-粉的肉眼可明显辨别的变化。本实施例中的过氧化苯甲酰的检测方法基于快速检测技术和金纳米棒的特性，利用BPO氧化TMB产生TMB

以下对本申请实施例进行具体说明。

实施例1

本实施例提供了一种过氧化苯甲酰的检测方法，图1是该检测方法示意图，如图1所示，该方法包括：

101，步骤(1)，合成金(Au)纳米棒溶液；

102，步骤(2)，将待检测的物质稀释成第一溶液；

103，步骤(3)，向步骤(2)处理后第一溶液中依次加入3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)溶液，酸性溶液和金纳米棒溶液形成第二溶液；

104，步骤(4)，根据该第二溶液的颜色确定物质中过氧化苯甲酰的浓度。

在本实施例中，步骤(1)中金纳米棒溶液的合成是通过种子法，图2是该合成方法示意图，如图2所示，合成方法包括：

201步骤11)，在第一十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液中依次加入第一氯金酸(HAuCl

202，步骤12)在第二十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液中依次加入第二氯金酸(HAuCl

203，步骤13)，将该金种子溶液加入该生长溶液中保持第二预定时间后经过离心处理，再加入去离子水中经分散处理得到该金纳米棒溶液。

例如，在步骤11)中，第一CTAB溶液为5mL，浓度为0.2mol/L，第一HAuCl

例如，在步骤12)中，第二CTAB溶液为50mL，浓度为0.2mol/L，第二HAuCl

例如，在步骤13)中，将200μL Au种子溶液添加至生长溶液中，剧烈搅拌例如30秒，在室温下(例如27-30℃)保持静态过夜(第二预定时间)。通过以12000rpm(转数/分钟)离心15分钟，并在去离子水中再分散3次，得到Au纳米棒溶液。上述所有溶液均用去离子水配制。图3是该金纳米棒溶液中金纳米棒透镜电子显微镜(TEM)下示意图，制备的金纳米棒呈棒状结构，粒径分布均匀、分散性良好。

在本实施例中，在待检测的物质是面粉时，步骤(2)包括：

在该待检测的物质中加入丙酮放至离心管中，进行超声提取，涡旋振荡器混均，以及离心处理，将离心处理后的物质通过膜滤器，并使用氮气吹干后加入无水丙酮，形成该第一溶液。

例如，将0.5g面粉放至15mL离心管中，加入5mL丙酮，超声提取5分钟，涡旋振荡器混匀5分钟，离心5分钟，然后通过膜滤器(孔径：0.22m)，使用氮气吹干，溶解到1mL无水丙酮中形成第一溶液。由于面粉中的强氧化剂还有过氧化钙，而过氧化钙并不会参与上述反应，因此，本实施例的上述检测方法对BPO有高选择性。

在本实施例中，步骤(3)中，向上述第一溶液中加入TMB溶液，酸性溶液和步骤(1)中合成的金纳米棒溶液，该酸性溶液可以是盐酸溶液或氢溴酸(HBr)溶液，本实施例并不以此作为限制，例如，取出100μL的第一溶液和150μL TMB(浓度为1mmol/L)充分混合，再加入50μL盐酸溶液(浓度为1mol/L)和100μL金纳米棒溶液，混匀，得到第二溶液，此外，还可以将该第二溶液进行稀释，例如在第二溶液中加入400μL去离子水。

这样，由于过氧化苯甲酰BPO具有强氧化性，可以将溶液中的TMB氧化成TMB

图4至图6是不同BPO浓度下金纳米棒刻蚀TEM下示意图，图4至图6中，BPO浓度分别为5μg/mL，10μg/mL，12.5μg/mL，如图4至6所示，随着BPO浓度的增加，参与反应的金纳米棒越多，金纳米棒越短，长径比明显减少。在本实施例中，在步骤(4)中，基于上述反应原理，根据第二溶液的颜色，可以测定过氧化苯甲酰的浓度。

下表1是BPO浓度与反应后溶液颜色对应表，根据该表1，可以预先制备BPO比色卡棕红色-绿色-蓝色-紫色-粉色-无色-黄色，每种颜色对应表1中BPO浓度，例如，将反应后的第二溶液的颜色与比色卡进行比对，以确定物质中过氧化苯甲酰的浓度，该浓度仅为参考值，该浓度也可以是一个浓度范围，例如将下表中的值上下浮动1μg/mL，实现半定量的检测，在本实施例中，BPO的检出限为1μg/mL。

表1

图7是不同BPO浓度下测得的紫外-可见吸收光谱(380-850nm)曲线示意图，图8是LSPR峰蓝移值与BPO浓度的动态响应范围示意图，如图7所示，横坐标为吸收光谱波长，纵坐标为BPO浓度，每条曲线有两处有明显吸收峰，分别对应于金纳米棒的TSPR峰和LSPR峰，金纳米棒粒子的LSPR峰随着BPO浓度的增加而发生蓝移，当BPO浓度进一步增大时，LSPR峰消失，445nm处吸收值增大，说明金纳米棒全部被刻蚀，溶液显示出TMB

因此，在一些实施方式中，在根据比色卡比对确定浓度小于或等于第一阈值时，还可以使用紫外-可见分光光度仪测定该第二溶液的颜色，根据吸收光谱定量确定所述过氧化苯甲酰的浓度，例如根据预先测定的光谱和BPO浓度的对应关系，以及紫外-可见分光光度仪测定该第二溶液的吸收光谱定量确定对应的BPO浓度，或者根据吸收光谱确定蓝移值，根据预先获得的蓝移值和BPO浓度的线性关系计算BPO浓度，例如，该第一阈值可以是5μg/mL，图9是预定测定的光谱示意图，如图9所示，横坐标为吸收光谱波长，纵坐标为BPO浓度，光谱1,2,3,4分别对应BPO浓度为0μg/mL，1μg/mL，2μg/mL，5μg/mL，将紫外-可见分光光度仪测定该第二溶液的吸收光谱与图9中的光谱1,2,3,4进行比对，如果吸收光谱与光谱1,2,3,4任意一条一致，则确定BPO浓度为光谱一致的曲线对应的浓度，如果没有完全一致的曲线，则可以根据附图8中蓝移与BPO浓度的线性关系，即y＝ax+b＝21x+4.25，以及测定吸收光谱中蓝移值x，定量计算该BPO浓度y，该a和b的值仅为示例，本申请实施例并不以此作为限制。

由此，基于快速检测技术和金纳米棒的特性，通过混合待检测物质，TMB，酸性溶液以及金纳米棒溶液，使得BPO氧化TMB产生TMB

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于在步骤(3)中，在该第二溶液中加入第三十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液，测定加入第三CTAB溶液后的第二溶液的颜色，与实施例1的相同之处不再赘述。

在一些实施例中，当有CTAB存在的情况下，TMB

在一些实施例中，需要使得第二溶液中CTAB的浓度大于等于40mmol/L。图10是CTAB浓度与吸光度(纵坐标，即蓝移值)关系示意图，如图10所示，随着CTAB浓度的增加，对金纳米棒的刻蚀发生，LSPR峰迅速蓝移，溶液颜色由TMB

在一些实施例中，步骤(3)中形成该第二溶液至少第一预定时间(例如15分钟)后，根据该颜色确定BPO的浓度，从而提高检测准确度。图11是反应时间与吸光度(纵坐标，即蓝移值)关系示意图，如图11所示，当反应15分钟后，LSPR峰不再蓝移，因此，设该第一预定时间为15分钟，从而增大吸光度，提高检测灵敏度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。