香蘭素檢測技術研究進展

◎ 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.重慶科技學院，重慶 401331；2.重慶輕工職業(yè)學院，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味[1]，但是超量使用會導致人惡心、嘔吐，甚至肝腎功能受損[2]?！妒称诽砑觿┦褂脴藴省罚℅B 2760—2014）指出，0～6個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；嬰幼兒谷類輔助食品中限量為7 mg/100g[3]。依據(jù)2021年版《食品安全國家標準》（GB 5009.284—2021）中載明的方法，目前香蘭素的測定方法主要有液相色譜法、液相色譜-質譜/質譜法和氣相色譜-質譜法[4]。

2 檢測技術

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

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

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

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

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

GC-MS法是將氣體作為流動相進行檢測的色譜法，其選擇性強、靈敏度高[13]。董振山等[14]利用GC-MS對雪糕中香蘭素含量進行測定，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對卷煙主流煙氣中的香蘭素含量進行測定，加標回收率為96.3%～107.7%，檢出限為9.1 ng/支；于航等[16]利用GC-MS對煙用香料中香蘭素含量進行測定，加標回收率為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傳感器用于商業(yè)產品香蘭素檢測，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，可以準確和選擇性地測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合膏體傳感器，利用電化學阻抗譜法測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力學，對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，方法簡單且穩(wěn)定，可以有效地用于實際樣品分析；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定香蘭素，線性范圍為5.0～25.0 μM，檢出限為64 μM，電化學阻抗譜法證實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-壓電檢測系統(tǒng)，用分子印跡聚合物修飾的石英晶體微天平定量測定香蘭素，線性范圍為5.0～65.0 μM，RSD=±4.8%，可有效地對食品中香蘭素的進行分析；Serkan Karakaya采用一次性聚(鉻黑T)修飾鉛筆石墨電極，實現(xiàn)了低成本、靈敏和高選擇性測定，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(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，可得到各種高附加值的化學品[23]。N.Hareesha等用電化學聚合的谷氨酸功能化的多壁碳納米管和石墨復合糊狀傳感器測定食品樣品中香蘭素的電化學氧化，線性動態(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定香蘭素的含量，陽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合碳納米纖維測定香蘭素的用量，線性動態(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信號，可用于實際樣品的測定。

2.5.2 金基材料(Gold-based materials)

金基材料可有效增強拉曼散射強度，可引入納米材料中，提高復合材料的性能[26]。Yujiao Sun等[27]基于科琴黑/二茂鐵雙摻雜類沸石MOFs(Fc-KB/ZIF-8)與DNA適體偶聯(lián)的電沉積金納米顆粒開發(fā)的比率電化學適體傳感器，線性動態(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香蘭素的線性響應范圍為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，探究了該電極對香蘭素的電化學行為，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)異的導電和導熱性能，被應用于各大領域[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檢測香蘭素的適用性，響應高達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拉曼散射檢測方法，利用硅片上的花狀銀納米顆粒作為表面增強拉曼散射基底，表明該方法可快速識別香蘭素，檢測限達到10-8M。

2.5.4 鉑基材料(Platinum-based materials)

鉑基材料具有穩(wěn)定結構及豐富電子結構，在很多領域中表現(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香蘭素進行了詳細的電化學研究，香蘭素首先經歷-2e-/-H+氧化，然后進行水解反應并失去其甲氧基取代基，生成相應的1,2-苯醌，隨后可通過+2e-/+2H+還原，可以在約-1.58 vs.(Fc/Fc+)/V下被電化學還原；Carmen Ioana Fort等[35]建立了在鉑電極上用二階導數(shù)方波伏安法測定香蘭素的簡便、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復合物策略構建了電化學傳感器，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 結論

香蘭素快檢技術，在食品安全中起著重大作用。UV-Vis法儀器簡單，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確性，但儀器昂貴且操作復雜；GC-MS法靈敏度和重現(xiàn)性都較好，與HPLC同樣需要特定環(huán)境和復雜操作，且價格昂貴；傳感器法檢測方法簡單、靈敏度高、重現(xiàn)性好，但特異性欠佳。當前，基于納米材料開發(fā)的檢測技術進展迅速，在靈敏性、準確度和特異性方面取得了一定進展，但鑒于樣品背景復雜、干擾較多，要想實現(xiàn)高靈敏和高特異性檢測，還有待進一步的開發(fā)與研究。