快速檢測熏硫銀耳系統(tǒng)設(shè)計及實驗教學(xué)應(yīng)用

王碩南 王永清 張欣 周穎昌

摘要：銀耳被硫磺熏蒸后能夠防霉變、防蟲蛀，并且鮮艷賣相好。但長期服用熏硫銀耳會傷害身體。本項目開發(fā)了便攜式可見-近紅外光譜法快速檢測硫熏銀耳測試系統(tǒng)，通過對熏硫銀耳樣品的實驗測試結(jié)果，得到熏硫銀耳中殘留的硫磺在715 nm和835 nm處存在明顯吸收峰，說明銀耳含有硫磺殘留，實現(xiàn)了熏硫銀耳中硫磺殘留量的快速檢測。有助于市場現(xiàn)場鑒別熏硫銀耳，為加強市場管理提高了有效檢測方法。將研究結(jié)果用于傳感器等課程實驗教學(xué)后，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于工科學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：銀耳；紅外光譜儀；磺特征波長；快速檢測

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）07-0073-02

市場上出售的銀耳大都被硫磺熏蒸過，以便起到防霉變、防蟲蛀、延長保存期等作用。另外，硫磺漂白了銀耳，看起來較鮮艷，賣相好。但熏蒸銀耳殘留的二氧化硫殘有害物質(zhì)影響人類的健康，長期服用會導(dǎo)致抽筋、痙攣、腹瀉、腹脹、眼結(jié)膜炎、皮膚濕疹等疾病。目前市場銷售的熏黃銀耳含硫量超標(biāo)情況非常嚴(yán)重。面對銀耳市場硫熏情況嚴(yán)重而又不能現(xiàn)場確認(rèn)，執(zhí)法人員無法在現(xiàn)場直接監(jiān)管和進行相應(yīng)的處罰的狀況，本項目開發(fā)了便攜式可見—近紅外光譜法快速檢測硫熏銀耳測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)快速檢測且無污染。

一、測試原理

采用由微型光纖光譜儀、光源，比色皿、筆記本電腦等構(gòu)成測量系統(tǒng)見圖1所示。

如圖1所示為紅外光譜法銀耳含硫量檢測原理，運用可見—近紅外光譜技術(shù)，對銀耳的硫磺殘留進行檢測。通過對正品銀耳與硫熏樣品的浸出液進行光譜測量對比，經(jīng)硫磺熏蒸過的銀耳可見—近紅外光透射率光譜特征峰與硫磺的可見—近紅外光透過率光譜特征峰吻合，檢測硫磺—無水乙醇溶液透過率光譜的吸收峰為715 nm和835 nm的測量方法鑒別是否熏硫銀耳。

二、實驗測試與分析

搭建了如圖2所示的實驗系統(tǒng)，進行了對銀耳含硫量進行檢測。裝置由機體、光纖、微型光纖光譜儀、筆記本電腦組成，筆記本電腦與微型光纖光譜儀由數(shù)據(jù)線連接，光譜儀實現(xiàn)光譜采集并傳輸?shù)接嬎銠C由軟件讀取。圖1中光源采用12 V/20 W鹵鎢燈，安裝在裝置底板上，光源開關(guān)一端與燈泡相連，一端與蓄電池連接；其發(fā)光光譜范圍為350—950 nm。

（一）樣品制備

1.分別取測試樣品銀耳5g置于400ml燒杯中，編號，加無水乙醇200ml，浸泡2h，期間每30min攪拌一次，取上層濾液備用。

2.磺浸出液：取5g硫磺置于50ml燒杯中，加無水乙醇10ml，攪拌均勻，取上部澄清液體備用。

（二）測試方法

進行測試時，微型光纖光譜儀的光纖探頭、被測樣品和光源位置排成一條直線。實驗開始后輻射光源發(fā)出的光波通過光闌照射到盛有銀耳浸出液的石英比色皿上，為避免外界其他光源光波對實驗結(jié)果的干擾，可以將光纖探頭貼近樣品測試池的表面來進行光譜的采集。若光譜信號過強或者過小，可重新改變積分時間和平均次數(shù)再進行檢測，直到獲得強度適中且清晰的光譜信號。本實驗對同一樣品進行多次測試以體現(xiàn)試驗方法的準(zhǔn)確性與可重復(fù)性，且實驗均在室溫下進行。

（三）實驗結(jié)果及分析

圖3所示為硫磺—無水乙醇浸出液可見—近紅外光區(qū)透過率光譜，可知硫磺在715 nm和835 nm處存在明顯吸收峰，此為硫磺的特征吸收峰。

經(jīng)過硫磺熏制的兩個品種的銀耳無水乙醇浸出液可見—近紅外光譜圖與購買的已知薰硫金銀花浸出液、硫磺的無水乙醇浸出液光譜分析得知，熏硫銀耳715 nm和835 nm特征峰光譜是由其含有硫殘留所致。將本實驗測試系統(tǒng)應(yīng)用于傳感器用了及應(yīng)用課程的實驗教學(xué)演示、控制工程碩士研究生的測控技術(shù)實訓(xùn)實驗教學(xué)案例中，由于熏硫銀耳檢測與日常生活息息相關(guān)，因此極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于加強對工科學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

三、結(jié)論

通過搭建近紅外光譜法銀耳含硫量檢測系統(tǒng)，并進行含硫銀耳樣品測試，得到了可見—近紅外光區(qū)透過率光譜。通過實驗結(jié)果分析可知熏硫銀耳中殘留的硫磺在715 nm和835 nm處存在明顯吸收峰，實現(xiàn)了熏硫銀耳中二氧化硫殘留量快速檢測。本實驗系統(tǒng)已經(jīng)用于本科生傳感器檢測原理及應(yīng)課程的實驗教學(xué)中，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。該研究結(jié)果進一步應(yīng)用于控制工程碩士研究生的測控技術(shù)實訓(xùn)實驗教學(xué)案例庫中，豐富了研究生的實驗教學(xué)內(nèi)容，有助于對工科學(xué)生工程實踐能力的提高。

參考文獻：

[1]毛春芹，季琳，陸兔林，等.中藥材硫磺熏蒸后有害物質(zhì)及其危害研究進展[J].中國中藥雜志，2014，39（15）：2801-2806.

[2]王欣美，夏晶，王柯，等.堿性溶液提取-離子色譜法測定中藥中二氧化硫殘留量[J].中國中藥雜志，2011，36（19）：2656-2659.

[3]蘆曉芳，王穎莉，杜慧玲，等.電導(dǎo)滴定法測定食品中二氧化硫殘留量[J].現(xiàn)代食品科技，2010，26（11）：1289-1292.