紫外分光光度法在食品檢測及食品安全分析中的應(yīng)用

董靜 呂肖楠

摘 要：紫外可見光分光光度法是利用物質(zhì)對(duì)不同波長范圍內(nèi)紫外可見光的吸收能力不同對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析。食品是人們生活必需的物質(zhì)，對(duì)其成分進(jìn)行檢測和安全分析具有重要的意義。紫外可見光分光光度法由于具有操作簡單、靈敏度高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于食品檢測和安全分析中。

關(guān)鍵詞：紫外可見光分光光度法;食品檢測;食品安全

Abstract： UV-Vis spectrophotometry can be used for qualitative and quantitative analysis of substances because of their different absorbability to UV-Vis light in different wavelengths. Food is a kind of necessary substance for human life， and it is of great significance for the analysis of its composition and food safety. UV-Vis spectrophotometry is widely used in food detection and safety analysis because of its simple operation， high sensitivity and wide range of application.

Keywords： ultraviolet and visible spectrophotometry; food testing; food safety

紫外-可見光分光光度法被廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、食品安全、醫(yī)療衛(wèi)生以及化工等領(lǐng)域。其工作原理是利用不同物質(zhì)對(duì)可見光（波長在200～760 nm）范圍內(nèi)的紫外可見光的吸收能力不同，并依據(jù)郎伯-比爾定律，建立的一種對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法。該方法是依據(jù)郎伯和比爾發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)對(duì)光的吸收與溶液層厚度以及溶液濃度呈正相關(guān)，且每種物質(zhì)對(duì)紫外可見光的吸收廣譜具有特異性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，紫外分光光度計(jì)的靈敏度和準(zhǔn)確度得到了很大的提升，因此，其應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大[1]。

近年來，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得巨大成就，但由于我國市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展較晚，導(dǎo)致消費(fèi)者和生產(chǎn)者都缺乏食品安全意識(shí)。同時(shí)，由于我國的食品安全監(jiān)管政策和法律制度不完善，導(dǎo)致目前我國的食品安全問題十分嚴(yán)峻。主要表現(xiàn)在部分不法商販?zhǔn)褂昧淤|(zhì)原材料或使用化學(xué)原材料造假;農(nóng)業(yè)上化肥或農(nóng)藥的過量使用導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留量超標(biāo);畜牧業(yè)喂養(yǎng)過程中使用添加激素的飼料[2]。針對(duì)這些食品安全問題，伴隨著市場經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，逐漸發(fā)展出各種食品安全檢查技術(shù)。根據(jù)檢測物質(zhì)的特性和檢測要點(diǎn)，食品安全檢測技術(shù)可分為色譜分離技術(shù)、光譜檢測技術(shù)、生物檢測技術(shù)和快速檢測技術(shù)等。紫外可見光分光光度法既能定量分析，也可進(jìn)行定性分析，且由于該方法操作簡單方便，在食品安全檢測過程中被廣泛應(yīng)用。但由于紫外可見光吸收光譜較簡單，特征性不強(qiáng)，在定性分析過程中存在一定的局限性，因此在進(jìn)行精確分析過程中需與其他方法結(jié)合使用。

1 紫外分光光度法在食品營養(yǎng)成分檢測中的應(yīng)用

1.1 酸奶中維生素A的測定

維生素A是人體必需的營養(yǎng)元素，酸奶是人體攝入維生素A的重要來源之一，因此分析酸奶中維生素A的含量具有重要的意義。研究發(fā)現(xiàn)通過紫外可見光分光光度法可對(duì)酸奶中維生素A的含量進(jìn)行檢測。酸奶樣品在經(jīng)皂化、提取及除溶等步驟后，在328 nm處對(duì)其吸光值進(jìn)行測定，其回收率達(dá)到103.3%，研究人員同時(shí)檢測了樣品中維生素D的含量，結(jié)果表明，維生素D的存在不影響對(duì)維生素A的檢測[3]。

1.2 保健品中磷脂酰膽堿的測定

磷脂酰膽堿又被稱為卵磷脂，是預(yù)防衰老、保護(hù)肝臟及治療動(dòng)脈硬化的重要物質(zhì)之一。但如果攝入量過多會(huì)引起慢性甲狀腺腫病和壞血病，因此需要嚴(yán)格檢測中老年人對(duì)其的攝入水平。紫外可見光分光光度法被廣泛用于檢測腦維營養(yǎng)麥片和卵磷脂保健品中的磷脂酰膽堿含量[4]。

1.3 食品中總黃酮類物質(zhì)含量的檢測

黃酮類物質(zhì)屬于植物重要的次生代謝產(chǎn)物，是一個(gè)多樣化的植物天然產(chǎn)物家族。近些年的研究表明，黃酮類物質(zhì)具有提高人體抗氧化及免疫能力的作用，且在抑制菌群生長、防治心血管疾病等方面有顯著效果。因此，黃酮類物質(zhì)目前是功能性食品、保健品及食品添加劑等開發(fā)的重點(diǎn)活性物質(zhì)。研究人員利用紫外分光光度法對(duì)沙棘汁中的總黃酮含量進(jìn)行測定，結(jié)果表明紫外分光光度法測定總黃酮的回收率高達(dá)99.6%，表明該方法對(duì)沙棘中總黃酮的變化反應(yīng)靈敏，測得的總黃酮含量較為準(zhǔn)確，是比較理想的總黃酮測定方法[5]。

1.4 食品中多糖含量的檢測

多糖是植物體內(nèi)最重要的生物大分子之一，同時(shí)也是人體能量的主要來源之一。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，天然的植物多糖分子能調(diào)節(jié)人體病毒的抗性，增強(qiáng)人體的免疫能力。因此，測定食品中多糖含量對(duì)食品加工具有重要意義。紫外可見光分光光度法被廣泛應(yīng)用于食品中多糖含量的測定，根據(jù)所選顯色劑的差異，可將其分為苯酚-硫酸法、地衣酚-硫酸法等。陳肖珍等采用紫外可見光分光光度法對(duì)不同產(chǎn)地銀耳中多糖含量進(jìn)行分析，該方法是利用銀耳中的多糖在硫酸作用下水解形成單糖分子，單糖分子在硫酸作用下迅速脫水，形成糖醛衍生物，該物質(zhì)能與苯酚反應(yīng)形成橙黃色的化合物，且該化合物在490 nm波長處具有最大吸收峰，結(jié)果顯示不同產(chǎn)地的銀耳中多糖含量均較高[6]。

1.5 食品中蛋白質(zhì)含量的測定

蛋白質(zhì)是人體必需的營養(yǎng)物質(zhì)，能為人體提供所需的能量，調(diào)節(jié)人體滲透壓平衡和新陳代謝。同時(shí)，蛋白質(zhì)是人體氮元素的重要來源，具有重要作用。紫外可見光分光光度法具有定性和定量檢測不同物質(zhì)中蛋白質(zhì)含量的能力，由于具有操作簡單等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于食品中蛋白質(zhì)含量的測定?？捡R斯亮藍(lán)常被用作顯色劑，以牛血清蛋白標(biāo)準(zhǔn)溶液制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，對(duì)奶粉中蛋白質(zhì)含量進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)該方法具有操作簡單、靈敏度高且檢測時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)[7]。因此，紫外可見光分光光度法在食品中蛋白質(zhì)含量的測定中具有較高的應(yīng)用價(jià)值[1]。

1.6 食品中風(fēng)味物質(zhì)含量的測定

紫外可見光分光光度法還能被用于檢測食品中能賦予食品特色風(fēng)味的化學(xué)物質(zhì)。如通過對(duì)魚湯中揮發(fā)性風(fēng)味進(jìn)行萃取，使用紫外可見光分光光度法對(duì)萃取物進(jìn)行分析，研究結(jié)果顯示，該萃取物在275 nm處有最大吸收峰，可用于對(duì)其濃度進(jìn)行判定，且該方法快捷、簡單、可操作性強(qiáng)[8]。

2 紫外可見光分光光度法在食品安全分析中的應(yīng)用

2.1 食品中重金屬含量的測定

食品中重金屬污染已成為引發(fā)食品安全的重要因素之一。我國制定的食品安全標(biāo)準(zhǔn)中包含了對(duì)食品添加劑中砷和鉛含量的檢測，其檢測方法分別為二乙氨基二硫代甲酸銀比色法和雙硫腙比色法。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可利用高頻電場激發(fā)氧灰化溴代卟啉分光光度法對(duì)食品中的鉛含量進(jìn)行測定，其檢測原理是利用鉛和溴代卟啉在堿性環(huán)境下形成橙黃色化學(xué)物，該化合物在479 nm處有最大吸收峰。2-5-二乙氨基苯酚試劑能與鎘形成穩(wěn)定絡(luò)合物，該物質(zhì)在590 nm處具有吸收峰，常被用于豬肝、面粉中鎘含量的測定。紫外可見光分光光度法還可對(duì)大米樣品中萃取的鎘、銅離子濃度進(jìn)行測定。因此，紫外可見光分光光度法在測定食品中不同重金屬含量方面具有較好的效果[9]。

2.2 食品中硝酸鹽含量的測定

硝酸鹽是一種對(duì)人體有害的化學(xué)物質(zhì)，我國制定的食品安全標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定需對(duì)蔬菜、水果中硝酸鹽含量進(jìn)行測定，其規(guī)定使用的檢測方法為紫外可見光分光光度法。由于硝酸鹽的紫外最大吸收波長與亞硝酸的紫外吸收波長非常相似，因此該方法具有一定的局限性?；诖耍芯咳藛T通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)亞硝酸鹽在209 nm處，其一階導(dǎo)數(shù)紫外分光光度值為0，而硝酸鹽在該波長處一階導(dǎo)數(shù)紫外分光光度值最大，因此可用該方法排除食品中亞硝酸鹽對(duì)硝酸鹽含量測定的影響，提高對(duì)硝酸鹽測定的靈敏度[10]。

2.3 食品中農(nóng)藥殘留的測定

不規(guī)范的農(nóng)藥使用及部分不法商販為牟取更多利益，在食品生產(chǎn)過程中使用農(nóng)藥，導(dǎo)致食品中農(nóng)藥殘留量高于人體最大承受能力，危害人體健康。因此，對(duì)食品中農(nóng)藥殘留的檢測變得尤為重要。根據(jù)我國食品安全檢測標(biāo)準(zhǔn)，紫外分光光度法是檢測蔬菜、水果中農(nóng)藥殘留量的標(biāo)準(zhǔn)方法之一。該檢測方法具有操作簡單、耗時(shí)較短及靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。使用紫外分光光度法對(duì)蔬菜中3種有機(jī)磷農(nóng)藥含量進(jìn)行測定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該方法檢測乙酰甲胺磷、氧化樂果和樂果的上限分別為0.359 mg/kg、0.421 mg/kg和0.386 mg/kg[11]。

2.4 對(duì)食品中防腐劑含量的測定

食品中常見的添加劑有苯甲酸、亞硫酸鹽和香蘭素等，紫外可見光分光光度法常用于這類物質(zhì)的測定。如亞硫酸鹽是一種常見的食品添加劑，能防止食品變質(zhì)和褐化，亞硫酸離子在堿性環(huán)境下能與對(duì)苯二醛形成藍(lán)色絡(luò)合物，該物質(zhì)在628 nm處有最大吸收峰，因此可利用該方法對(duì)果醬、檸檬汁、橙汁和阿酒類食品中的亞硫酸鹽含量進(jìn)行測定。香蘭素是一種廣泛應(yīng)用在飲料和食品中的添加劑，但攝入過量的香蘭素會(huì)對(duì)人體的肝、腎、脾等器官造成損傷。研究發(fā)現(xiàn)香蘭素在435 nm處有最大吸收峰，且其吸光度與香蘭素含量呈正比，且該方法重現(xiàn)性較好。

3 紫外可見光分光光度法在食品分析和安全中的發(fā)展趨勢(shì)

隨著不同分析試劑的開發(fā)和利用，尤其是具有特異性的顯色劑的發(fā)展，使紫外可見光分光光度法在食品成分和安全分析中的應(yīng)用得到很大的提升。此外，近年來化學(xué)計(jì)量學(xué)方法在食品檢測中被大量使用，這種方法將成為解決多組分分析和復(fù)雜樣品測定的有效途徑之一。紫外可見光分光光度法具有定性和定量分析化合物的能力，且操作簡單、靈敏度高，基本能滿足基層食品檢測分析的需要。

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