快速检测熏硫银耳系统设计及实验教学应用

王硕南 王永清 张欣 周颖昌

摘要：银耳被硫磺熏蒸后能够防霉变、防虫蛀，并且鲜艳卖相好。但长期服用熏硫银耳会伤害身体。本项目开发了便携式可见-近红外光谱法快速检测硫熏银耳测试系统，通过对熏硫银耳样品的实验测试结果，得到熏硫银耳中残留的硫磺在715 nm和835 nm处存在明显吸收峰，说明银耳含有硫磺残留，实现了熏硫银耳中硫磺残留量的快速检测。有助于市场现场鉴别熏硫银耳，为加强市场管理提高了有效检测方法。将研究结果用于传感器等课程实验教学后，激发了学生的学习兴趣，有助于工科学生实践创新能力的培养。

关键词：银耳；红外光谱仪；磺特征波长；快速检测

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）07-0073-02

市场上出售的银耳大都被硫磺熏蒸过，以便起到防霉变、防虫蛀、延长保存期等作用。另外，硫磺漂白了银耳，看起来较鲜艳，卖相好。但熏蒸银耳残留的二氧化硫残有害物质影响人类的健康，长期服用会导致抽筋、痉挛、腹泻、腹胀、眼结膜炎、皮肤湿疹等疾病。目前市场销售的熏黄银耳含硫量超标情况非常严重。面对银耳市场硫熏情况严重而又不能现场确认，执法人员无法在现场直接监管和进行相应的处罚的状况，本项目开发了便携式可见—近红外光谱法快速检测硫熏银耳测试系统，该系统可以实现快速检测且无污染。

一、测试原理

采用由微型光纤光谱仪、光源，比色皿、笔记本电脑等构成测量系统见图1所示。

如图1所示为红外光谱法银耳含硫量检测原理，运用可见—近红外光谱技术，对银耳的硫磺残留进行检测。通过对正品银耳与硫熏样品的浸出液进行光谱测量对比，经硫磺熏蒸过的银耳可见—近红外光透射率光谱特征峰与硫磺的可见—近红外光透过率光谱特征峰吻合，检测硫磺—无水乙醇溶液透过率光谱的吸收峰为715 nm和835 nm的测量方法鉴别是否熏硫银耳。

二、实验测试与分析

搭建了如图2所示的实验系统，进行了对银耳含硫量进行检测。装置由机体、光纤、微型光纤光谱仪、笔记本电脑组成，笔记本电脑与微型光纤光谱仪由数据线连接，光谱仪实现光谱采集并传输到计算机由软件读取。图1中光源采用12 V/20 W卤钨灯，安装在装置底板上，光源开关一端与灯泡相连，一端与蓄电池连接；其发光光谱范围为350—950 nm。

（一）样品制备

1.分别取测试样品银耳5g置于400ml烧杯中，编号，加无水乙醇200ml，浸泡2h，期间每30min搅拌一次，取上层滤液备用。

2.磺浸出液：取5g硫磺置于50ml烧杯中，加无水乙醇10ml，搅拌均匀，取上部澄清液体备用。

（二）测试方法

进行测试时，微型光纤光谱仪的光纤探头、被测样品和光源位置排成一条直线。实验开始后辐射光源发出的光波通过光阑照射到盛有银耳浸出液的石英比色皿上，为避免外界其他光源光波对实验结果的干扰，可以将光纤探头贴近样品测试池的表面来进行光谱的采集。若光谱信号过强或者过小，可重新改变积分时间和平均次数再进行检测，直到获得强度适中且清晰的光谱信号。本实验对同一样品进行多次测试以体现试验方法的准确性与可重复性，且实验均在室温下进行。

（三）实验结果及分析

图3所示为硫磺—无水乙醇浸出液可见—近红外光区透過率光谱，可知硫磺在715 nm和835 nm处存在明显吸收峰，此为硫磺的特征吸收峰。

经过硫磺熏制的两个品种的银耳无水乙醇浸出液可见—近红外光谱图与购买的已知薰硫金银花浸出液、硫磺的无水乙醇浸出液光谱分析得知，熏硫银耳715 nm和835 nm特征峰光谱是由其含有硫残留所致。将本实验测试系统应用于传感器用了及应用课程的实验教学演示、控制工程硕士研究生的测控技术实训实验教学案例中，由于熏硫银耳检测与日常生活息息相关，因此极大地激发了学生的学习兴趣，有助于加强对工科学生实践创新能力的培养。

三、结论

通过搭建近红外光谱法银耳含硫量检测系统，并进行含硫银耳样品测试，得到了可见—近红外光区透过率光谱。通过实验结果分析可知熏硫银耳中残留的硫磺在715 nm和835 nm处存在明显吸收峰，实现了熏硫银耳中二氧化硫残留量快速检测。本实验系统已经用于本科生传感器检测原理及应课程的实验教学中，极大地激发了学生的学习兴趣。该研究结果进一步应用于控制工程硕士研究生的测控技术实训实验教学案例库中，丰富了研究生的实验教学内容，有助于对工科学生工程实践能力的提高。

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