一種檢測小球藻含鐵量的方法技術

本發明專利技術公開了一種檢測小球藻含鐵量的方法，包括：取小球藻樣本，消解后，調節體系的pH為2～9，加入還原劑還原，再加入鄰菲羅啉溶液進行絡合反應；采集反應液在波長496nm、512nm、920nm和952nm下的光譜透射率值；將各光譜透射率值代入多元線性回歸方程，計算得到小球藻中的含鐵量。本發明專利技術的方法實現了小球藻中含鐵量的快速準確檢測，不需要配制任何含鐵離子的標準溶液，大大簡化了操作步驟，縮短了檢測時間，也避免了由于操作人員操作不熟練或者主觀因素帶來的誤差而導致無法繪制出較理想的標準曲線，最終所導致的測量結果不準確等后果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及小球藻含鐵量檢測
，尤其涉及。
技術介紹
小球藻(Chlorella)是一類單細胞綠藻,屬于綠藻門、綠藻綱、小球藻屬，廣泛分布于自然界，淡水水域中種類最多。小球藻易于培養，生長繁殖速度很快，不僅能利用光能自養，還能在異養條件下利用有機碳源進行生長、繁殖，應用價值很高。我國常見的種類有蛋白核小球藻、橢圓小球藻、普通小球藻等。已有研究表明，小球藻含豐富的蛋白質、脂質、多糖、食用纖維、維生素、微量元素和活性代謝產物。國內外的學者對小球藻的藥理作用進行了廣泛的研究，發現小球藻具有防治消化性潰瘍、抗腫瘤、增強免疫、抗輻射、抗病原微生物、防治貧血、降血脂和抗動脈粥樣硬化等藥理作用。目前小球藻已廣泛應用于食品添加齊U、動物飼料、美容以及醫藥保健等領域，以美國和日本的研究最為領先，日本已經將小球藻用于臨床輔助治療。近年來，我國也開始重視小球藻的開發利用。鐵元素是預防營養性貧血的營養素，鐵與蛋白質結合構成血紅蛋白和肌紅蛋白，維持機體的正常生長發育，并參與體內氧氣和二氧化碳的轉運、交換和組織呼吸過程，鐵也是體內許多重要酶系的組成成分。藻類生物富集鐵、銅、鈣、鎂等元素，對其研究將有助于改善人體因缺乏這些微量元素而產生的一些疾病，并可開發出功能更多的保健品和食品等。有日本的學者通過對大鼠喂食小球藻進行治療缺鐵性貧血實驗，發現小球藻對缺鐵性貧血有良好的治療作用。但是如果補鐵過量也會對人體造成傷害，影響其他微量元素吸收，甚至降低機體免疫力等。有研究表明，在小球藻的生長過程中適當的增加一些鐵鋅硒等微量元素，有利于小球藻的生長和微量元素的富集，但過量也會影響小球藻的生長，因此，在培養過程中以及收獲后對小球藻所含鐵元素進行準確的測定有利于控制小球藻的生長以及最終收獲用于加工的小球藻產品的質量。我國國家標準GB/T 5009. 90-2003規定了測定食品中鐵離子的方法為原子吸收分光光度法，而經典測定方法為鄰菲羅啉法，雖然這兩者檢出限較低，準確率較高，但均有很大缺陷。對于原子吸收分光光度法，原子吸收光譜儀的購買和維護成本都很昂貴，檢測人員的專業性較強，對于小球藻的生產者來說生產成本較高，因而實際生產中較多采用鄰菲羅啉法，但藻體中含有的其他離子，如鈣、銅、鋅等離子也可以結合鄰菲羅啉形成有色絡合物，對結果存在著很強的干擾，若消除干擾還需添加各種化學試劑，極為復雜。此外，這兩種方法在每次測定時均需配置費用較昂貴的標準溶液繪制標準曲線，操作過程繁瑣且稍有不慎，測定結果會出現較大偏差。可見-近紅外光譜技術操作快速，檢測結果可靠，在很多領域得到了廣泛的應用。可見-近紅外光譜主要是利用不同種類有機物所含化學成分的不同，從而官能團的倍頻與合頻振動頻率不同，在圖譜上顯示的信息也不同。隨著近年研究發展，近紅外光譜儀成本已大大降低且維護簡單，對操作人員的素質水平要求較低，整個測量過程中引入的人為誤差 也較小。
技術實現思路
本專利技術提供了，解決了現有檢測方法操作相對繁瑣、耗時、耗力、成本高的問題。，包括(I)取小球藻樣本，消解后，調節體系的pH為2 9，加入還原劑還原，再加入鄰菲羅啉溶液進行絡合反應；(2)采集反應液在波長496nm、512nm、920nm和952nm下的光譜透射率值；(3)將各光譜透射率值代入多元線性回歸方程y = O. 409Χι+0. 251χ2_1· 736χ3+4. 58Ix4-O. 793，計算得到小球藻中的含鐵量；其中，y為小球藻的含鐵量,單位為mg/g, x。x2、X3和X4分別為反應液在波長496nm、512nm、920nm和952nm下的光譜透射率值。可見-近紅外光譜區的光譜吸收帶是有機物質中能量較高的化學鍵(主要是-CH、-OH、-NH)在光譜區基頻吸收的倍頻、合頻和差頻吸收帶疊加而成的，包含了物質組分和分子結構的豐富信息。在pH為2 9條件下，亞鐵離子可以與鄰菲羅啉形成穩定的絡合物鄰菲羅啉亞鐵離子，鄰菲羅啉亞鐵離子在可見-近紅外光譜上發映出相應的信息，由此可間接得到小球藻中的鐵的含量。所述小球藻樣本可為培養池中小球藻，也可以為小球藻粉。若待檢測的小球藻樣本為取自培養池中的小球藻，在消解前，通常要對小球藻進行沖洗，去除水體中含有的金屬元素的干擾。消解可以使小球藻中的鐵元素均以鐵離子或亞鐵離子的形式存在，有利于鄰菲羅啉的絡合，同時也可以排除有機物和懸浮物的干擾。所述消解的方法可以為濕法消解、微波消解等。所述微波消解的步驟為將小球藻加酸溶解，超聲破碎后，向破碎液中加入雙氧水，進行微波處理。微波消解時，通常要加一定量的酸來消化樣品，所述的酸可以為鹽酸或硝酸等，鹽酸的質量分數一般為37. 5%，硝酸的質量分數一般為65%。微波處理的條件影響小球藻的消解效果。所述微波處理的時間為5 lOmin。所述微波處理的程序可以為(20，40，60，80)psi，分別設定的時間為(1,1,1,2)min0還原劑可將體系內的鐵離子還原為亞鐵離子，最終使所有的鐵元素均能形成鄰菲羅啉亞鐵離子絡合物，結果更準確，所述的還原劑可以為鹽酸羥胺溶液，質量分數一般為I 10%。此外，鄰菲羅啉溶液的質量分數一般為O. 2 O. 5%。所述絡合反應的時間為8 12min。若時間過短，則亞鐵離子與鄰菲羅啉的絡合不完全。與現有技術相比，本專利技術的有益效果為本專利技術的方法實現了小球藻中含鐵量的快速準確檢測，不需要配制任何含鐵離子的標準溶液，大大簡化了操作步驟，縮短了檢測時間，也避免了由于操作人員操作不熟練或者主觀因素帶來的誤差而導致無法繪制出較理想的標準曲線，最終所導致的測量結果不準確等后果。附圖說明圖1為本專利技術實施例1中小球藻樣本的透射光譜圖。圖2為本專利技術實施例1中小球藻含鐵量計算值與測量值的相關性曲線。具體實施例方式下面結合具體實施例進一步闡釋本專利技術。實施例1培養池中小球藻含鐵量的檢測(1)從四個添加不同濃度外源鐵離子的小球藻培養池中各抽取25個液體樣本(共計100個樣本)，干物質重為O. 2g O. 4g,分別置于5OmL離心管中，6000r/min離心5min,棄上清，用去離子水沖洗重懸，6000r/min離心5min,棄上清。(2)向離心管內添加5mL的濃鹽酸(濃鹽酸的質量分數為37. 5% )，將其置于500kw水浴超聲4min，待測樣本成為綠色溶液。(3)向綠色溶液內加入3mL的雙氧水(雙氧水的質量分數為30% )，將其置于微波消解儀內，設定微波消解加壓程序為(20，40，60，80)psi，分別設定時間為(1,1,1，2)min，5分鐘后完成消化。(4)往一玻璃培養皿內加入2mL質量分數為10 %鹽酸羥胺溶液，再加入5mL醋酸-醋酸銨緩沖溶液(PH4. 5 5)，混勻后，加入2mL質量分數為O. 5%鄰菲羅啉溶液，搖勻，放置反應十分鐘后作為光譜采集時的白板校正。消化后的樣本中也依次加入上述溶液，放置反應IOmin后獲取可見-近紅外透射光譜，圖1為該實施例中獲得的小球藻樣本的透射光譜圖。(5)通過遺傳算法優選出496nm、512nm、920nm和952nm為最優的波長，隨機選取75個樣本建立多元線性回歸模型，得到方程y = O. 409x^0. 251χ2_1· 736χ3+4. 581χ4_0· 793，其中，y為小球藻的含鐵量本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種檢測小球藻含鐵量的方法，其特征在于，包括：(1)取小球藻樣本，消解后，調節體系的pH為2～9，加入還原劑還原，再加入鄰菲羅啉溶液進行絡合反應；(2)采集反應液在波長496nm、512nm、920nm和952nm下的光譜透射率值；(3)將各光譜透射率值代入多元線性回歸方程：y＝0.409x1+0.251x2?1.736x3+4.581x4?0.793，計算得到小球藻中的含鐵量；其中，y為小球藻的含鐵量，單位為mg/g，x1、x2、x3和x4分別為反應液在波長496nm、512nm、920nm和952nm下的光譜透射率值。

【技術特征摘要】
1.一種檢測小球藻含鐵量的方法,其特征在于,包括 (1)取小球藻樣本，消解后，調節體系的pH為2 9，加入還原劑還原，再加入鄰菲羅啉溶液進行絡合反應； (2)采集反應液在波長496nm、512nm、920nm和952nm下的光譜透射率值； (3)將各光譜透射率值代入多元線性回歸方程y = 0. 409Xl+0. 251x2-1. 736x3+4. 581x4_0. 793，計算得到小球藻中的含鐵量； 其中，y為小球藻的含鐵量，單位為mg/g, X1^ x2> X3和X4分別為反應液在波長496nm、512nm、920nm和952nm下的光譜透射率值。2.如權利要求1所述的檢測小球藻含鐵量的方法，其特征在于，所述消解的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：何勇，魏萱，裘正軍，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：