[發明專利]一種基于表面增強拉曼光譜技術測定飲料中糖精鈉含量的方法

在審

• 申請號: 202110306280.9
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113155806A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 聶鵬程;瞿芳芳;藺磊;張亞惠;余志引;閔泉景
• 申請（專利權）人: 浙江大學山東工業技術研究院
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 杜放

本發明公開了一種基于表面增強拉曼光譜技術測定飲料中糖精鈉含量的方法，包括如下步驟：S1：采用GaussView5.0軟件模擬構建糖精鈉分子的結構，并計算出糖精鈉的理論拉曼光譜；S2:采用拉曼光譜儀測量糖精鈉樣品以得出糖精鈉的實驗拉曼光譜圖，將糖精鈉的理論拉曼光譜與實驗拉曼光譜進行對比，以得出糖精鈉的拉曼光譜的特征峰；本發明，在整個過程中分析與操作的步驟簡便，且無需對樣品進行預處理操作，單個樣本檢測耗時短(五分鐘左右)。

技術領域

本發明涉及拉曼光譜測量技術領域，更具體地涉及基于表面增強拉曼光譜技術測定飲料中糖精鈉含量的方法。

背景技術

糖精鈉及其傳統檢測方法概述

糖精鈉(兩水合鄰苯甲酞磺酞亞胺鈉，C7H9NNaO5S·2H2O)，甜度約為蔗糖的500倍，其在被攝入不會產生熱量與營養，使得其可以作為糖尿病患者食用食物中的甜味來源。與其余甜味劑相比，糖精鈉的穩定性較好，成本低，故曾被用作食品添加劑等食品加工領域。有調查研究指出，人類膀胱癌的發生或與大量或過量的糖精鈉攝入呈現正相關性，并且引起了美國與中國等食品監管機構的關注。因此，出于安全考慮，糖精鈉在食品工業中的適用范圍與之前相比大幅減少。特別需要指出的是，在GB 2760-2014，即食品安全國家標準-食品添加劑使用標準中，飲料從糖精鈉的使用添加范圍被移除。隨著新標準的推廣與實行，相關食品生產廠商仍然非法添加糖精鈉的報告也相應出現，針對這一情況，建立一種飲料中糖精鈉的快速檢測的重要性也隨之增加。

目前國內外對各類食品中糖精鈉的檢驗方式較多，其中包括分光光度法，離子色譜法和氣相色譜及氣相色譜質譜聯用方法，液相色譜與液相色譜-質譜聯用方法等各種常規方法。但是需要指出的是，這些常規的檢測方法均具有其缺點，從而使得其不適應大規模快速的飲料中糖精鈉的檢測。分光光度法對操作者知識水平與操作水平要求較高，而色譜、質譜法前處理復雜、設備昂貴、操作技術性強、不適用于大批量樣品的實時篩查；非水滴定法對溶劑的選擇性強，滴定終點難以判斷。

拉曼光譜技術概述

拉曼效應于1928年由印度物理學家Chandrasekhara Venkata Raman爵士發現。拉曼首先觀察到一束單色光照在苯，四氯化碳等液體上時，入射光子和分子相互作用，可發生彈性散射和非彈性散射。光子的彈性散射僅發生改變方向，沒有能量交換，頻率沒有變化，這種散射稱為瑞利散射；而非彈性散射具有能量交換，波長的位移隨之發生變化，但大部分頻率不變，只有小部分發生這種偏移。這種散射稱為拉曼散射。基于拉曼散射效應，拉曼光譜(Raman Spectra)隨之發展起來。拉曼散射光譜與入射光的波長無關，僅與樣品的振動和旋轉水平有關。因此，通過拉曼光譜學的研究，可以獲得相關分子的振動或旋轉的信息。

與上文所述常規檢測方法相比，拉曼技術具有許多優點：樣品無損檢測條件下，能直接提供對定量、定性分析，在大部分情況下無需預處理樣品，檢測時所需樣品量較少(μL量級)；容易操作，測量時間短，每個樣品測量耗時約5分鐘，具有高靈敏度和尖銳的譜峰，也因此可以清楚地表征特定分子的特定結構。特別地，水分子的拉曼散射是非常微弱的，因此與其余的方法相比，拉曼光譜法對于水溶液體系的檢測具有更大的優點。

拉曼技術也有一些缺點：檢測結果中不同的峰十分容易重疊，且易受儀器參數等因素影響；當測定熒光物質時，會產生熒光干擾，干擾最終掃描結果；拉曼效應太弱，約為的入射光強度10^-6。因此，在拉曼光譜發的基礎之上，衍生出了更多的新技術以對已知的拉曼光譜缺陷進行了更好的完善與改進。

表面增強拉曼光譜技術概述