随着工业化进程的加快以及人们在食品安全营养方面的多方位需求,快速、安全的检测鉴别方法引起大家的广泛关注。比色阵列传感器技术作为一种快速分析的技术手段,通过结合可视化数字成像方法,广泛用于检测和区分复杂成分,在食品安全和质量监测方面显示出明显优势,已成功应用于化学和食品科学等许多领域。但比色传感技术在使用过程中仍存在许多未解决的问题。例如,化学反应染料的使用使得食品安全方面存在很大的隐患,因此对人体无害的合成着色剂的替代品——天然色素逐渐引起人们的关注。其中,花青素作为一种pH敏感的水溶性色素,其颜色变化范围广、安全无毒、有益健康。因此,选择花青素作为鉴别分析的敏感材料是较为理想的选择。本文通过从天然原料中提取花青素,结合比色阵列传感器技术,完成对糖类的鉴别区分工作。主要研究内容如下:1.对不同来源花青素的提取和测定。从五种天然原料(黑枸杞、月季花、桑葚、勿忘草、康乃馨)中提取花青素。首先通过紫外吸收光谱对五种花青素进行表征,得到相应的特征峰,然后通过pH示差法对花青素的含量进行测定。我们发现在不同pH溶液中,花青素颜色不同;在相同pH的溶液中,不同花青素颜色也各不相同。这种颜色差异响应为后续的糖类鉴别提供了可能。2.构建基于花青素的可视化比色阵列传感器。由于每种提取液中所含的花青素种类与含量不同,尝试将五种花青素的提取液按不同比例混合,运用单因素方差分析法对传感单元的响应信号值进行分析,完成对阵列传感元件的优化过程。3.运用可视化比色阵列传感器技术对糖类物质进行鉴别区分。由于糖类与硼酸反应会引起溶液中的pH变化,且花青素在不同pH下会产生不同的颜色。因此将花青素作为传感单元,构建了一种基于天然色素的糖类比色阵列传感器。通过测量花青素颜色变化的R、G、B差值,结合线性判别分析(LDA)和主成分分析(PCA)等多变量模式识别方法,比色阵列传感器可以准确将十一种糖区分为糖和糖醇两大类,每一种糖都可单独聚集成簇,鉴别准确率达到100%。进一步地,该比色阵列传感器成功应用于不同浓度麦芽糖醇和果糖的区分,证明了天然花青素作为健康色素具有巨大的应用潜力。4.探究了该比色阵列传感器在市售软饮料中的实用性能。代替传统的复杂仪器,实现方便、快捷、实时的软饮料质量监控。成功验证了其在饮料市场的潜在应用前景。