香蘭素檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

◎ 楊 康，尹 琦，張 淋，唐 宏，黃小容，陳虹潔，陸小玲，楊 芳，李 皓，楊 曾，王苓二，黃承洪

（1.重慶科技學(xué)院，重慶 401331；2.重慶輕工職業(yè)學(xué)院，重慶 401329）

1 前言

香蘭素作為食品添加劑，可以增加布丁、餅干、巧克力、冰淇淋和飲料等的風(fēng)味[1]，但是超量使用會(huì)導(dǎo)致人惡心、嘔吐，甚至肝腎功能受損[2]?！妒称诽砑觿┦褂脴?biāo)準(zhǔn)》（GB 2760—2014）指出，0～6個(gè)月嬰幼兒配方食品中，不得添加任何食品用香料，較大嬰兒和幼兒配方食品中限量5 mg/100 mL；嬰幼兒谷類(lèi)輔助食品中限量為7 mg/100g[3]。依據(jù)2021年版《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5009.284—2021）中載明的方法，目前香蘭素的測(cè)定方法主要有液相色譜法、液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法和氣相色譜-質(zhì)譜法[4]。

2 檢測(cè)技術(shù)

2.1 紫外分光光度法（Ultraviolet spectrophotometry,UV-vis）

UV-Vis法利用物質(zhì)顯色不同進(jìn)行辨別，操作簡(jiǎn)單、靈敏度較高，可用于定性分析[5]。馮彩婷等[6]利用UV-vis法對(duì)奶粉中香蘭素含量進(jìn)行測(cè)定，加標(biāo)回收率為98.6%，RSD=0.34%，表明該方法重現(xiàn)性好；孟德素等[7]的研究結(jié)果顯示加標(biāo)回收率為97.3%～101.1%，RSD＜2.0%，表明該方法可用于食品中香蘭素的檢測(cè)；楊麗霞[8]利用UV-Vis法對(duì)餅干中的香蘭素含量進(jìn)行測(cè)定，加標(biāo)回收率為99.6%，RSD=0.36%，表明該方法快速簡(jiǎn)便實(shí)用。

2.2 高效液相色譜法(High performance liquid chromatography, HPLC)

HPLC是試樣經(jīng)提取后，由液相色譜分離和檢測(cè)器檢測(cè)，具有快速、高效的特點(diǎn)[9]。謝曉丹[10]利用HPLC法對(duì)蒙脫石散中香蘭素含量進(jìn)行測(cè)定，加標(biāo)回收率為99.12%～100.44%，RSD＜0.65%；王存孝[11]利用HPLC法對(duì)奶粉中香蘭素的含量進(jìn)行測(cè)定，加標(biāo)回收率為96.0%～100.2%，RSD＜5%，檢出限為0.05 μg·mL-1；管淑霞[12]利用HPLC法對(duì)食品中香蘭素的含量進(jìn)行測(cè)定，加標(biāo)回收率為96.1%～108.7%，RSD為1.27%～3.00%，可以滿(mǎn)足食品中香蘭素的檢驗(yàn)要求。

2.3 氣相色譜-質(zhì)譜法(Gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)

GC-MS法是將氣體作為流動(dòng)相進(jìn)行檢測(cè)的色譜法，其選擇性強(qiáng)、靈敏度高[13]。董振山等[14]利用GC-MS對(duì)雪糕中香蘭素含量進(jìn)行測(cè)定，平均回收率為93.21%～103.20%，RSD的范圍為1.99%～4.72%，檢出限為0.098 μg/g；吳秉宇等[15]利用GC-MS對(duì)卷煙主流煙氣中的香蘭素含量進(jìn)行測(cè)定，加標(biāo)回收率為96.3%～107.7%，檢出限為9.1 ng/支；于航等[16]利用GC-MS對(duì)煙用香料中香蘭素含量進(jìn)行測(cè)定，加標(biāo)回收率為91.4%～109%，檢出限為0.03 mg/kg。

2.4 傳感器法(Sensing detection)

2.4.1 伏安法(Voltammetry)

F.Bettazzi等[17]將基于方波伏安法研制的電化學(xué)傳感器用于商業(yè)產(chǎn)品香蘭素檢測(cè)，RSD=2.0%，檢出限為0.4 μM；Serkan Karakaya等采用循環(huán)伏安法在氧化銦錫電極上包覆銅顆粒，線性范圍為0.50～2.0 μM，檢出限為0.15 μM，可以準(zhǔn)確和選擇性地測(cè)定日常樣品中的香蘭素；Somaye Cheraghi等基于方波伏安法描述了一種高靈敏度傳感器的制作，線性范圍為0.03～800.0 μM，檢出限為（9.0±0.1）μM，證明該方法可成功應(yīng)用于食品樣品中香蘭素的分析。

2.4.2 電阻法(Resistivity)

N.Hareesha等[18]制備聚合谷氨酸功能化多壁碳納米管和石墨復(fù)合膏體傳感器，利用電化學(xué)阻抗譜法測(cè)定了食品樣品中香蘭素，線性范圍為0.50～18.0 μM，檢出限為0.019 9 μM，具有良好的可靠性、重復(fù)性和再現(xiàn)性；Amrutha Balliamada Monnappa等[19]制備聚甲基橙修飾的石墨烯糊電極，利用電化學(xué)阻抗譜法分析了食品香精和天然香草豆中香蘭素的電子傳遞動(dòng)力學(xué)，對(duì)香蘭素的氧化具有優(yōu)異的電催化活性，這是由于聚合物膜與分析物之間的高表面積和相互作用，方法簡(jiǎn)單且穩(wěn)定，可以有效地用于實(shí)際樣品分析；Ziyatdinova Guzel等[20]制備一種基于聚氨基苯磺酸功能化單壁碳納米管和電聚合溴甲酚紫逐層沉積的傳感器測(cè)定香蘭素，線性范圍為5.0～25.0 μM，檢出限為64 μM，電化學(xué)阻抗譜法證實(shí)了所研制傳感器的有效性，可用于香草提取物的分析。

2.4.3 電流法(Current sensing)

Mani Sivakumar等[21]采用水熱法合成了CoS納米棒檢測(cè)香蘭素，線性范圍為0.50～56.0 μM，檢出限為0.07 μM；Mónica ávila等[22]建立了一種基于分子印跡聚合物流形的在線支撐液膜-壓電檢測(cè)系統(tǒng)，用分子印跡聚合物修飾的石英晶體微天平定量測(cè)定香蘭素，線性范圍為5.0～65.0 μM，RSD=±4.8%，可有效地對(duì)食品中香蘭素的進(jìn)行分析；Serkan Karakaya采用一次性聚(鉻黑T)修飾鉛筆石墨電極，實(shí)現(xiàn)了低成本、靈敏和高選擇性測(cè)定，線性范圍為0.050～10.0 μM，檢出限為0.013 μM。

2.5 基于納米材料檢測(cè)(Nanomaterial-based detection)

2.5.1 碳基材料(Carbon-based materials)

碳基材料因具有豐富的含氧官能團(tuán)，可得到各種高附加值的化學(xué)品[23]。N.Hareesha等用電化學(xué)聚合的谷氨酸功能化的多壁碳納米管和石墨復(fù)合糊狀傳感器測(cè)定食品樣品中香蘭素的電化學(xué)氧化，線性動(dòng)態(tài)范圍在0.50～18.0 μM，檢出限為0.019 9 μM，表現(xiàn)出良好的可靠性、可重復(fù)性和再現(xiàn)性；C.Raril等[24]用一種基于離子表面活性劑修飾石墨烯糊電極測(cè)定香蘭素的含量，陽(yáng)極峰值電流與香蘭素濃度成正比，范圍為4×10-6～1.5×10-5M和2×10-5～7×10-5M，檢出限為1.29 μM，回收率良好；Mei Qianwen等[25]用電紡絲二硫化鉬納米顆粒復(fù)合碳納米纖維測(cè)定香蘭素的用量，線性動(dòng)態(tài)范圍在0.30～135.0 μM，檢出限為0.15 μM，具有良好的電流響應(yīng)信號(hào)，可用于實(shí)際樣品的測(cè)定。

2.5.2 金基材料(Gold-based materials)

金基材料可有效增強(qiáng)拉曼散射強(qiáng)度，可引入納米材料中，提高復(fù)合材料的性能[26]。Yujiao Sun等[27]基于科琴黑/二茂鐵雙摻雜類(lèi)沸石MOFs(Fc-KB/ZIF-8)與DNA適體偶聯(lián)的電沉積金納米顆粒開(kāi)發(fā)的比率電化學(xué)適體傳感器，線性動(dòng)態(tài)范圍在10.0～0.20 μM，檢出限為3 μM，表明該方法具有較高的可靠性和實(shí)用性；Jingyao Gao等[28]用Au納米顆粒，制備了低缺陷石墨烯電極，Au納米顆粒修飾的石墨烯電極對(duì)香蘭素的線性響應(yīng)范圍為0.20～40.0 μM，檢出限為10 μM；方佳麗等[29]用Au納米顆粒，制備了納米金修飾碳糊電極，探究了該電極對(duì)香蘭素的電化學(xué)行為，線性范圍在1×10-9～5×10-5mol/L，檢出限為5.4×10-10mol/L，表明該方法可用于檢測(cè)巧克力中香蘭素的含量。

2.5.3 銀基材料(Ag-based materials)

銀基材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，被應(yīng)用于各大領(lǐng)域[30]。Totka Dodevsk等[31]將生物合成的銀納米顆粒(AgNPs)沉積到光譜石墨電極上考察對(duì)檢測(cè)香蘭素的適用性，響應(yīng)高達(dá)0.5 mM，檢出限為8.4 μM；Pei Liang等[32]建立了痕量香蘭素的表面增強(qiáng)拉曼散射檢測(cè)方法，利用硅片上的花狀銀納米顆粒作為表面增強(qiáng)拉曼散射基底，表明該方法可快速識(shí)別香蘭素，檢測(cè)限達(dá)到10-8M。

2.5.4 鉑基材料(Platinum-based materials)

鉑基材料具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)及豐富電子結(jié)構(gòu)，在很多領(lǐng)域中表現(xiàn)出極好的催化性能[33]。Jazreen H.Q.Lee等[34]使用鉑電極在乙腈中對(duì)香蘭素進(jìn)行了詳細(xì)的電化學(xué)研究，香蘭素首先經(jīng)歷-2e-/-H+氧化，然后進(jìn)行水解反應(yīng)并失去其甲氧基取代基，生成相應(yīng)的1,2-苯醌，隨后可通過(guò)+2e-/+2H+還原，可以在約-1.58 vs.(Fc/Fc+)/V下被電化學(xué)還原；Carmen Ioana Fort等[35]建立了在鉑電極上用二階導(dǎo)數(shù)方波伏安法測(cè)定香蘭素的簡(jiǎn)便、靈敏的數(shù)據(jù)處理方法，線性范圍為50.0～430.0μM，檢出限為19 μM；Jia Hui等[36]合成鉑納米顆粒-絲氨酸功能化和硼摻雜石墨烯量子點(diǎn)復(fù)合物策略構(gòu)建了電化學(xué)傳感器，線性范圍為1×10-9M～1×10-4M，檢出限為2.8×10-10M，表明該方法具有良好的靈敏度、選擇性和重現(xiàn)性。

3 結(jié)論

香蘭素快檢技術(shù)，在食品安全中起著重大作用。UV-Vis法儀器簡(jiǎn)單，操作方便，但需要特定的環(huán)境；HPLC法具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確性，但儀器昂貴且操作復(fù)雜；GC-MS法靈敏度和重現(xiàn)性都較好，與HPLC同樣需要特定環(huán)境和復(fù)雜操作，且價(jià)格昂貴；傳感器法檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、靈敏度高、重現(xiàn)性好，但特異性欠佳。當(dāng)前，基于納米材料開(kāi)發(fā)的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)展迅速，在靈敏性、準(zhǔn)確度和特異性方面取得了一定進(jìn)展，但鑒于樣品背景復(fù)雜、干擾較多，要想實(shí)現(xiàn)高靈敏和高特異性檢測(cè)，還有待進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)與研究。