基于拉曼光譜技術的辣椒制品中蘇丹紅I 的快速檢測方法研究

劉曉曄，張紫超

（南京森林警察學院，江蘇南京 210023）

蘇丹紅I（Sudan I）化學名稱為1-苯基偶氮-2-萘酚。經毒理學研究表明，蘇丹紅I 具有致癌性和致突變性，被國際癌癥研究機構（International Agency for Research on Cancer，IARC）歸為Ⅲ類致癌物[1]。我國發布的《食品中可能違法添加的非食用物質和易濫用的食品添加劑品種名單（第一批）》（食品整治辦〔2008〕3 號）中明確指出蘇丹紅不能用在食品的制作過程中[2]。可能非法添加蘇丹紅的食物包括辣椒粉、辣椒油、辣椒醬、紅豆腐和紅心禽蛋等。目前常見的檢測方法有高效液相色譜法[1,3]、液相色譜-串聯質譜法[4]，但這些方法檢測時間較長且需要大型儀器設備，不適用于現場快速檢測。高效液相色譜法能得到較精準的檢測結果，但處理過程較為復雜，工藝運用繁雜，耗費的時間較多。拉曼光譜技術是一種針對分子光譜指痕進行鑒定的方法，運用納米特殊金屬材料將分析物附著在材料表面位置，顯著增強了整體檢測效果，將拉曼信號增強104 ～105 倍，相比于高效液相色譜法，檢測應用優勢較明顯，檢測取量少、攜帶方便、對樣品的處理方式簡單且檢測速度快，因此該檢測方法在藥物定性分析、食品添加劑、農藥殘留檢測等多個領域中應用較為普遍，可應用于對蘇丹紅的檢測，增強檢測效能。

本研究選用便攜式拉曼光譜儀，建立以膠體金為基底的表面增強拉曼光譜法實現對蘇丹紅I 的快速定性檢測，為基層單位使用表面增強拉曼光譜法檢測蘇丹紅提供技術支撐。并應用所建立的方法對市面上購買的辣椒制品進行檢測。

1 材料與方法

1.1 樣品與試劑

老干媽辣椒油（超市）；渝里香辣椒粉、川娃子油潑辣子（淘寶）；麻老五油潑辣子、鑫佐味油潑辣子、辣椒粉（拼多多）；蘇丹紅Ⅰ號標準液；乙腈（色譜純）；正己烷（色譜純）；甲醇（色譜純）；N-丙基乙二胺；納米金溶膠；氯化鈉溶液。

1.2 儀器與設備

便攜式拉曼光譜儀，普拉瑞思科學儀器（蘇州）有限公司；TG16W 高速離心機，長沙平凡儀器儀表有限公司；電子天平；XW-80A 漩渦振蕩器，上海青浦滬西儀器廠；SK250HP 超聲清洗器，上海科導超聲儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 檢測方法

用甲醇溶液配制不同濃度梯度的蘇丹紅I 標準溶液，向檢測瓶中分別加入納米金溶膠、蘇丹紅I 標準溶液及0.1 mol/L NaCl 溶液，振蕩混勻，置于表面增強拉曼光譜儀檢測池中檢測。用正己烷對樣本進行提取，加入N-丙基乙二胺（PSA）純化后，再加入乙腈溶液解吸附。向固體和液體空白基質中加入不同濃度的蘇丹紅I 標準溶液，確定檢出限。應用該方法對實際樣本進行檢測。

1.3.2 拉曼光譜條件

光譜儀激光功率為200 mW，積分時間5 s，積分2 次平均。

1.3.3 數據處理

用便攜式拉曼光譜儀自帶的光譜分析軟件采集光譜并對數據進行基線校正。采用The Unscrambler X 10.4 軟件對數據進行Moving Average 平滑處理，用Excel 繪制譜圖。用IBM SPSS Statistics 25 對數據進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 特征峰的確立

應用表面增強拉曼光譜對濃度為10 μg/mL 的蘇丹紅I 號進行檢測。結果如圖1 所示，蘇丹紅Ⅰ在681 cm-1、717 cm-1、840 cm-1、898 cm-1、977 cm-1、1 159 cm-1、1 222 cm-1、1 337 cm-1、1 381 cm-1、1 482 cm-1和1 577 cm-1處有明顯的特征峰。

圖1 0 μg/mL 和10 μg/mL 的蘇丹紅I 標準液拉曼光譜圖

2.2 檢測方法的優化

對1 mg/L 的蘇丹紅I 標準液加入不同體積的膠體金溶膠溶液后進行檢測。結果顯示，當加入膠體金溶膠的體積為300 μL 時，位于681 cm-1、717 cm-1、840 cm-1、977 cm-1、1 159 cm-1、1 222 cm-1、1 482 cm-1和1 577 cm-1處的拉曼特征峰強度極顯著高于膠體金溶膠的加入量為400 μL 與500 μL 時峰的 強 度（P＜0.01）；位 于898 cm-1、1 337 cm-1、1 381 cm-1處的拉曼特征峰強度顯著高于膠體金溶膠的加入量為400 μL 時峰的強度（P＜0.05）；位于898 cm-1、1 337 cm-1、1 381 cm-1處的拉曼特征峰強度極顯著高于膠體金溶膠的加入量為500 μL 時峰的強度（P＜0.01）。當加入膠體金溶膠的體積為400 μL時，位于977 cm-1處的拉曼特征峰強度顯著高于膠體金溶膠的加入量為500 μL 時峰的強度（P ＜0.05）；位 于681 cm-1、717 cm-1、898 cm-1、1 159 cm-1、1 222 cm-1、1 337 cm-1、1 482 cm-1和1 577cm-1的拉曼特征峰強度與膠體金溶膠的加入量為500 μL 時峰的強度無顯著差異（P＞0.05）。綜上所述，當蘇丹紅I 標準液為1 mg/L 時，膠體金溶膠的加入量為300 μL，拉曼特征峰的強度最優。

2.3 樣品最低檢測限

對樣品按照1.3.1 處理，放入便攜式表面增強拉曼光譜儀檢測池中檢測，確定蘇丹紅I 在實際樣品中的最低檢測限。

2.3.1 油狀樣品加標的最低檢測限

如圖2 所示，吸取空白辣椒油樣品待測液作為液體加標空白基質，當蘇丹紅加標濃度為8 μg/mL 時，位于717 cm-1、977 cm-1、和1 222 cm-1處的拉曼光譜特征峰清晰可辨，其余的特征峰表現不明顯或受到基質干擾，且位于717 cm-1、977 cm-1、1 222 cm-1處特征峰的峰強度均符合《食品衛生檢驗方法 理化部分 總則》（GB/T 5009.1—2003）[5]中關于檢出限的定義。因此在本實驗條件下，蘇丹紅I 在辣椒油等油狀樣品中的最低檢出濃度為8 μg/mL。

圖2 不同濃度的蘇丹紅I 液體加標樣品的拉曼譜圖

2.3.2 粉末狀樣品加標的最低檢測限

如圖3 所示，提取空白辣椒粉樣品待測液作為固體加標空白基質，當蘇丹紅加標濃度為5 μg/mL 時，位于717 cm-1、977 cm-1、1 222 cm-1處的拉曼特征峰清晰可辨，且特征峰強度均符合《食品衛生檢驗方法 理化部分 總則》（GB/T 5009.1—2003）[5]中關于檢出限的定義。因此，蘇丹紅Ⅰ在辣椒粉等粉末狀樣品中的最低檢出濃度為5 μg/mL。

圖3 不同濃度的蘇丹紅I 固體加標樣品的拉曼光譜圖

2.4 實際樣品的快速檢驗

按照1.3.1 步驟，分別對從超市、淘寶、拼多多電商平臺購買的辣椒制品進行樣品前處理，對提取液進行檢測，重復3 次。結果顯示，所得實際樣品拉曼光譜未見位于717 cm-1、977 cm-1、1 222 cm-1處的特征峰，需應用大型儀器進行進一步確證。

3 結論

蘇丹紅具有多種化學衍生物，屬于化工類染色劑，主要用于墨水、塑料、汽油等非食用類物質的染色，具有一定的致癌性、致突變性等，禁止在食品中添加。但由于利益的驅使，部分不法商家為增加食品的色澤，牟取不當收益，選擇在食品中添加蘇丹紅。因此，需構建食品中蘇丹紅成分的檢測方法。本研究建立了應用表面增強拉曼光譜技術快速檢測辣椒油及辣椒粉中非法添加蘇丹紅I 染料的方法，可實現定性檢測，在辣椒油類樣本的最低檢出限為8 mg/L，在辣椒粉制品中的最低檢出限為5 mg/L，符合當前食品安全的標準與要求。本方法具有操作簡單、前處理過程簡便、檢測時間短和成本低廉等優點，可以滿足大規模樣品定性篩查的需求。