一種利用拉曼增強光譜檢測食品中咖啡因的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用拉曼增強光譜檢測食品中咖啡因的方法，屬于食品安全檢測領域。利用檸檬酸鈉作為還原劑合成納米金溶膠，將該溶膠作為拉曼光譜增強試劑，檢測食品中的咖啡因。檢測過程中，增強試劑和待測樣品混合均勻，調(diào)節(jié)溶液鹽濃度和pH，激光聚焦，拉曼光譜檢測。本發(fā)明為食品中咖啡因的檢測提供了一種新的快速檢測的方法，該方法操作過程快捷經(jīng)濟，結果準確。
【專利說明】—種利用拉曼增強光譜檢測食品中咖啡因的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于食品安全檢測領域，具體涉及一種合成納米金膠體溶液的方法，并將該溶膠作為拉曼增強試劑檢測食品中的咖啡因。
【背景技術】
[0002]咖啡因是一種黃嘌呤生物堿化合物，是一種中樞神經(jīng)興奮劑，能夠暫時的驅(qū)走睡意并恢復精力。臨床上用于治療神經(jīng)衰落和昏迷復蘇。咖啡因一般存在于咖啡、茶、軟飲料及能量飲料等食品當中。食品添加劑使用標準中規(guī)定，咖啡因只能在可樂型碳酸飲料中添力口，最大添加量為0.15 g/kgo
[0003]在北美，90%的成年人每天都通過飲用含咖啡因的咖啡、茶、軟飲料及能量飲料等形式使用咖啡因，我國的使用量也在逐年增加。但是大劑量或長期食用咖啡因會對人體造成損害，特別是它也有成癮性，一旦停用會出現(xiàn)精神委頓、渾身困乏疲軟等各種戒斷癥狀。而且咖啡因和食品中常用的防腐劑苯甲酸鈉會形成苯甲酸鈉咖啡因，過量食用會使人上癮，是我國嚴格管制的精神藥品。
[0004]少年兒童身體正處于發(fā)育期，飲用含咖啡因的功能飲料可能影響身體正常發(fā)育，過量飲用還會超過兒童消化系統(tǒng)和腎臟、肝臟以及神經(jīng)系統(tǒng)的承受能力，故這種含咖啡因的功能飲料及咖啡、茶等均不適于少年兒童飲用。若是孕婦每日攝入超過150 mg的咖啡因，會增加流產(chǎn)和嬰兒體重不足的危險。在美國，已有多起因飲用含咖啡因的功能飲料而死亡和誘發(fā)心臟病的案例。美國已擬對19歲以下青少年禁售紅牛等含咖啡因成分的功能飲料。
[0005]目前，咖啡因已被我國列為精神藥品管制，非法販賣，走私，運輸和制造咖啡因，無論數(shù)量多少，均屬于刑事犯罪。因此，咖啡因的實時，快速，準確的檢測能夠為咖啡因非法流通的管制起到很好的輔助作用。國標法采用紫外分光光度法和高效液相色譜色譜法檢測咖啡因，這些方法檢測靈敏度高，但存在需要復雜精密儀器，對樣品分離凈化步驟相對繁瑣，對操作技術要求高等不足。
[0006]拉曼光譜技術具有無須樣品制備、不受水分子的干擾、可以進行無創(chuàng)快速檢測，檢測設備輕便等特點。表面增強拉曼光譜技術使其檢測限提高了 4至10個數(shù)量級，甚至可達十萬億分之一(10_12 g/g)，不僅在物質(zhì)分子結構分析方面，而且在痕量化學物質(zhì)快速檢測方面也越來越顯示出巨大的潛力。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明目的在于提供一種利用拉曼增強光譜檢測食品中咖啡因的方法。利用檸檬酸鈉還原制備的金納米粒子作為拉曼增強試劑，通過調(diào)節(jié)咖啡因和金納米粒子混合溶液的PH和鹽濃度，使咖啡因分子吸附到納米金表面，利用拉曼增強光譜技術得到快速靈敏檢測，以此實現(xiàn)對食品中咖啡因的快速檢測。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種利用拉曼增強光譜檢測食品中咖啡因的方法的具體步驟為: (1)拉曼增強試劑的合成:將氯金酸溶液加熱至沸，加入檸檬酸鈉，合成納米金溶膠；
(2)實際樣品前處理，取得待測液；
(3)食品中咖啡因的拉曼增強技術檢測；將待測液和拉曼增強試劑混合后，調(diào)節(jié)溶液鹽濃度和PH，激光聚集，進行拉曼光譜檢測；與標準品的圖譜對比，進行定性判別。
[0009]步驟(I)所述拉曼增強試劑的合成具體操作為，取0.5?1 mL 0.f lwt.%氯金酸溶液，加入到5(Tl00 mL超純水中，快速攪拌，加熱至沸，快速加入0.5?I mL 0.flwt.%檸檬酸鈉溶液，攪拌2(Γ60分鐘，合成納米金溶膠。
[0010]步驟(2)所述實際樣品前處理為，液態(tài)樣品無明顯固體物質(zhì)時，直接待測；若有明顯固體物質(zhì)，取液體樣品過0.22微米的濾膜，濾液待測。
[0011]步驟(3)所述的檢測具體操作為:取待測液和拉曼增強試劑以1:廣1:10的體積比混合均勻后，調(diào)節(jié)溶液鹽濃度至0.0Γ0.05 mol/L，調(diào)節(jié)溶液pH至廣5，激光聚集，進行拉曼光譜檢測；與標準品的圖譜對比，進行定性判別。
[0012]本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于:該方法具有食品樣品前處理簡單，操作過程快捷經(jīng)濟，結果準確等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是納米金增強拉曼粒子的透射電子顯微鏡圖(TEM)。
[0014]圖2是咖啡因標準樣品拉曼光譜圖(50 μ g/mL , 100 μ g/mL , 150 μ g/mL, 300μ g/mL ),其中標注的峰位置為咖啡因的特征峰。
[0015]圖3是樂虎功能飲料實際樣品增強拉曼光譜圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明所述的技術方案做進一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。
[0017]實施例1:拉曼增強試劑的合成
100 mL圓底燒瓶中加入50 mL超純水和0.5 mL 1%氯金酸(HAuCl4)溶液，在快速攪拌下，加熱至沸騰，接著快速加入0.5 mL 1%檸檬酸鈉溶液，繼續(xù)攪拌反應30 min，停止加熱，自然冷卻至室溫，所得溶液為拉曼增強試劑。圖1為納米金增強拉曼粒子的透射電子顯微鏡圖(TEM)，圖中的標尺為50 nm，從圖中可以看出，粒子的大小為50 nm左右。
[0018]實施例2:咖啡因標準樣品的檢測
先配制I mg/mL的咖啡因標準溶液,再將該溶液分別稀釋至300 μ g/mL, 150 μ g/mL,100 μ g/mL和50 μ g/mL。以實例I合成的納米金粒子作為拉曼增強試劑，增強試劑400μ L和400 μ L的待測樣品混合均勻，兩者體積比為1: 1，接著加入200 μ L 0.05 M NaCl，調(diào)節(jié)pH至2，取350 μ L于樣品池中，激光聚集，拉曼光譜檢測。圖2所示為50 μ g/mL-300μ g/mL咖啡因樣品拉曼增強光譜圖，圖中標注部分為咖啡因的特征峰。當測試樣品出現(xiàn)咖啡因的特征峰時，認為有咖啡因存在。
[0019]實施例3:功能性飲料中咖啡因的檢測
樂虎功能性飲料作為實際樣品。取400 μ L橙汁飲料與等體積的拉曼增強試劑(由實施例I制得)混合均勻，接著加入200 μ L 0.05 M NaCl，調(diào)節(jié)pH至2，取350 μ L于樣品池中，激光聚集，拉曼光譜檢測。圖3為樂虎功能性飲料實際樣品的拉曼光譜圖，圖中標注部分為樂虎功能性飲料中咖啡因的拉曼特征峰。與咖啡因的標準樣品比對，說明有咖啡因檢出。
[0020]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權利要求】
1.一種利用拉曼增強光譜檢測食品中咖啡因的方法，其特征在于:具體步驟為: (1)拉曼增強試劑的合成:將氯金酸溶液加熱至沸，加入檸檬酸鈉，合成納米金溶膠； (2)實際樣品前處理，取得待測液； (3)食品中咖啡因的拉曼增強技術檢測；將待測液和拉曼增強試劑混合后，調(diào)節(jié)溶液鹽濃度和PH，激光聚集，進行拉曼光譜檢測；與標準品的圖譜對比，進行定性判別。
2.根據(jù)權利要求1所述的利用拉曼增強光譜檢測食品中咖啡因的方法，其特征在于:步驟(I)所述拉曼增強試劑的合成具體操作為，取0.5?1 mL 0.flwt.%氯金酸溶液，加入到5(Tl00 mL超純水中，快速攪拌，加熱至沸，快速加入0.5^1 mL 0.riwt.%檸檬酸鈉溶液，攪拌2(Γ60分鐘，合成納米金溶膠。
3.根據(jù)權利要求1所述的利用拉曼增強光譜檢測食品中咖啡因的方法，其特征在于:步驟(2)所述實際樣品前處理為，液態(tài)樣品無明顯固體物質(zhì)時，直接待測；若有明顯固體物質(zhì)，取液體樣品過0.22微米的濾膜，濾液待測。
4.根據(jù)權利要求1所述的利用拉曼增強光譜檢測食品中咖啡因的方法，其特征在于:步驟(3)所述的檢測具體操作為:取待測液和拉曼增強試劑以l:fl:10的體積比混合均勻后，調(diào)節(jié)溶液鹽濃度至0.0Γ0.05 mol/L,調(diào)節(jié)溶液pH至f 5，激光聚集，進行拉曼光譜檢測；與標準品的圖譜對比，進行定性判別。
【文檔編號】G01N21/65GK104198460SQ201410453650
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權日:2014年9月5日
【發(fā)明者】楊黃浩, 宋良, 陳金鳳, 張曉龍, 田中群 申請人:福州大學