CN103604793A - 用于食品中罗丹明b快速检测的表面增强拉曼光谱法及试剂配方与使用方法 - Google Patents

Abstract

一种用于食品中罗丹明B快速检测的表面增强拉曼光谱法，其特征在于，使用中性氧化铝作为分散剂，中性氧化铝与食品试样(辣椒油和辣椒酱)按一定比列混合、研磨匀质，加入一定量的提取剂，超声提取，吹干后复溶，离心，吸取中间层匀质试液至预先加好一定量试剂A和试剂B的检测池，涡旋或摇振均匀，置检测池于拉曼光谱仪检测室，在200～2500cm^-1范围内进行拉曼光谱扫描检测，于特征波数1646cm^-1处进行罗丹明B的拉曼光谱信号测试，以外标法，根据罗丹明B的拉曼光谱信号强度与罗丹明B含量的线性比例关系，对食品试样中罗丹明B进行现场快速的定量和定性检测。本发明方法，样品前处理简单，试剂成本低廉，易于普及推广。

Description

用于食品中罗丹明B快速检测的表面增强拉曼光谱法及试剂配方与使用方法

技术领域

本发明涉及一种色素类违禁添加物的快速检测技术，特别涉及一种采用基质固相分散前处理技术进行食品中罗丹明B快速检测的表面增强拉曼光谱方法。 

背景技术

食品安全问题已成为全球关注的焦点，食品安全事件波及面广，造成的社会影响和经济损失巨大，也对人类生活环境乃至健康安全构成越来越严重的威胁。苏丹红事件、吊白块事件以及红心鸭蛋风波，引起了国内外的广泛关注。一次次的食品安全问题和危机检验着食品监管部门的能力，如何保障食品安全成为全社会共同关注的问题。 

罗丹明B是一种具有鲜桃红色的人工合成染料，主要被用于皮革、纺织、制漆和造纸等工业产品的染色，同时它作为一种常用的分析试剂，也被广泛地应用在医药、环保和矿业等领域中。因其具有潜在的致癌、致畸和致突变作用，目前已经被各个国家作为禁止在食品中出现的物质，中国卫生部在2008年将罗丹明B列入《食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂品种名单(第一批)》。然而，许多不法商贩受利于驱使，违法将罗丹明B掺入辣椒制品中以使颜色鲜亮，欺诈消费者。针对罗丹明B检测，目前主要采用高效液相色谱法和高效液相色谱串联质谱法，通常采用液液萃取和固相萃取前处理方式，所需仪器价格较昂贵，操作较复杂，难于普及推广，且前处理操作复杂，时间冗长，有机溶剂污染环境。 

对于常见的快速检测技术，往往缺乏配套的样品前处理技术，导致基质干扰严重，检测结果不准确，不能对违禁非法添加样品进行准确、可靠的检测与控制。 

发明内容

本发明的目的是提供一种食品(如辣椒油、辣椒酱等)中非法添加物罗丹明B的快速检测方法，采用基质固相分散前处理技术和表面增强拉曼光谱法对食品中是否添加了罗丹明B进行快速检测，成本低廉，可现场应用。 

为适应上述需求，本发明提供简单的食品(如辣椒油、辣椒酱)前处理方法，提供检测试剂配方及其制备方法，提供罗丹明B现场快速的定性和定量分析方法。其步骤如下： 

1.提取 

以中性氧化铝作为分散剂，称取辣椒油2.0g，中性氧化铝4.0g，按分散剂与辣椒油的重量比为1∶2进行混匀；称取辣椒酱2.0g，中性氧化铝6.0g，按分散剂与辣椒酱的重量比为1∶3进行混匀；在研钵中对以上混匀的试样进行充分研磨；将研磨好的试样转移至50mL离 心管中，加入提取剂，涡旋或摇振0.3～1分钟匀质后，超声10min，离心后，取上清液45℃氮吹至干，1mL水进行复溶后，过0.22μm滤膜过滤，滤液加入至预先加好一定量试剂A和B的检测池中。 

2.提取试剂配方及使用方法 

(1)辣椒油试样：20mL的80％甲醇水溶液； 

(2)辣椒酱试样：5mL的80％乙腈水溶液。 

3.检测 

将滤液加入至预先加好一定量试剂A和B的检测池中，涡旋或摇振均匀，置检测池于便拉曼光谱仪检测室中在200～2500cm^-1的范围内进行拉曼光谱扫描得到拉曼光谱图，拉曼谱图中如在1646cm^-1(波数误差＜15cm^-1)处有特征峰，则判断样品添加了罗丹明B，反之则判定样品没有添加罗丹明B。本发明的拉曼光谱法，所述水为二次蒸馏水或去离子水。 

4.试剂A为银胶体水溶液，按照公知的方法制备即可；试剂B为可使A凝聚的含Cl^-1的电介质，Cl^-1浓度范围为0.25M～0.65M，优选为0.55M；pH为1-9，优选为3。 

所述试剂的用量如下： 

(1)试剂A：100-300μL，优选为100μL； 

(2)试剂B：100-300μL，优选为100μL。 

(3)试样滤液的加样量：200-500μL，优选为400μL。 

5.本发明所述拉曼光谱仪的激光光源发射波长为785nm，是手持式、便携式或台式仪器。 

目前，中国检验检疫科学研究院、必达泰克公司可提供满足测试要求的便携式拉曼光谱仪。 

利用本发明时，后期的数据采集及结果分析步骤如下： 

(1)用便携式拉曼光谱仪进行检测，激光能量参数选择300mw，积分参数选择3次，这两个参数调节最佳拉曼峰强度，连续扫描拉曼光谱3次，最后得3次扫描光谱的平均光谱。每一个光谱的扫描范围是200-2500cm^-1，完成一个光谱扫描时间是1min。 

(2)用具有背景扣除功能的数据处理软件进行数据处理，获得基线平坦的拉曼图谱，由于波数在200-300cm^-1与2100-2500cm^-1之间谱图无明显特征峰且谱图之间差别很小，所以选择300-2100cm^-1之间作为本实验的考察范围。 

(3)对比阴性辣椒油和辣椒酱样品、阳性辣椒油和辣椒酱样品拉平基线后的拉曼光谱图，如1646cm^-1(波数误差＜15cm^-1)处出现了明显的拉曼峰，且信噪比≥3，则初步判断为添加了罗丹明B的阳性样品，如1646cm^-1(波数误差＜15cm^-1)处没有明显的峰，则初步判断为没有添加罗丹明B的阴性样品。因此，1646cm^-1(波数误差＜15cm^-1)处的特征峰是 检测食品中是否添加了罗丹明B的重要依据，通过该特征峰可以对辣椒样品中罗丹明B进行初筛分析。 

(4)定量分析：根据1646cm^-1(波数误差＜15cm^-1)特征频率处罗丹明B所对应的相对信号强度与其浓度的线性关系做标准曲线，用该标准曲线可对辣椒油、辣椒酱中罗丹明B进行定量分析。 

本发明的表面增强拉曼光谱法，样品前处理简单，无需过柱净化过程，直接采用振荡超声提取，然后将提取液吹干复溶，实验耗材成本低廉，进行食品定性和定量分析，通过拉曼谱图1646cm^-1(波数误差＜15cm^-1)是否有罗丹明特征峰，判断辣椒油和辣椒酱中是否添加罗丹明B。辣椒油和辣椒酱中罗丹明B的检出限为5μg/g。辣椒油中罗丹明B的检测线性范围为20μg/g-100μg/g，线性相关性为99.6％，相对标准偏差为1.51％-5.3％之间；辣椒酱中罗丹明B的检测线性范围为20μg/g-100μg/g，线性相关性为99.41％，相对标准偏差为1.7％-4.9％之间。该方法操作简便快速，线性关系良好，分析结果直观可视，如使用便携式拉曼检测仪则可实现现场快速检测，可对食品中是否添加了罗丹明B进行现场快速的定量和定性检测。 

附图说明

图1是罗丹明B标准品水溶液的表面增强拉曼光谱图； 

图2是辣椒油阳性样品和阴性样品的表面增强拉曼光谱图(A.辣椒油阳性样品；B.辣椒油阴性样品)； 

图3是辣椒酱阳性样品和阴性样品的表面增强拉曼光谱图(A.辣椒酱阳性样品；B.辣椒酱阴性样品)； 

图4是辣椒油中罗丹明B标准曲线； 

图5是辣椒酱中罗丹明B表面增强拉曼光谱标准曲线(R为线性相关系数)； 

图6是实际辣椒油样品的表面增强拉曼光谱图； 

图7是实际辣椒酱样品的表面增强拉曼光谱图。 

具体实施方式

实施例1一种用于辣椒油中罗丹明B快速检测的表面增强拉曼光谱法，包括以下具体的步骤： 

1.样品制备：称取辣椒油2.0g，加入中性氧化铝分散剂4g后，混匀，在研钵中充分研磨。 

2.提取： 

1)将研磨好的样品转移到50mL离心管中，加入20mL80％甲醇水溶液进行提取； 

2)涡旋或摇振0.3～1分钟匀质后，超声10min，离心后，取上清液45℃氮吹至近干，以1mL水进行复溶后，过0.22μm滤膜过滤，滤液待测； 

3.取样： 

1)取100μL试剂A加入到检测池中； 

2)取0.55M的NaCl水溶液100μL(PH＝3)加入到预先加好试剂A的检测池中； 

3)取滤液400μL加入到预先加好试剂A和NaCl的检测池中，待测。 

4.检测 

1)采用由中国检验检疫科学研究院研制的便携式拉曼光谱仪进行检测，激光光源发射波长为785nm，激光能量参数选择300mw，积分参数选择5次，这两个参数调节最佳拉曼峰强度，连续扫描拉曼光谱3次，最后得5次扫描光谱的平均光谱。每一个光谱的扫描范围是200-2500cm^-1，完成一个光谱扫描时间是2min。 

2)用具有背景扣除功能的数据处理软件进行数据处理，获得基线平坦的拉曼图谱，选择300-2100cm^-1之间作为本实验的考察范围。 

3)初筛分析，由拉曼谱图可看出1646cm^-1(波数误差＜15cm^-1)处没有明显的峰，则初步判断该样品为没有添加罗丹明B的辣椒油。 

实施例2一种用于辣椒酱中罗丹明B快速检测的表面增强拉曼光谱法，包括以下具体的步骤： 

1.样品制备：称取取辣椒酱2g，加入中性氧化铝分散剂6g后，混匀，在研钵中充分研磨。 

2.提取： 

1)将研磨好的辣椒酱试样转移到50mL离心管中，加入80％乙腈水溶液5mL进行提取； 

2)涡旋或摇振0.3～1min匀质后，超声10min，离心后，取上清液45℃氮吹至近干，以1mL水进行复溶后，过0.22μm滤膜过滤，滤液待测； 

3.取样： 

1)取100μL试剂A加入到检测池中； 

2)取0.55M的NaCl水溶液100μL(PH＝3)加入到预先加好试剂A的检测池中； 

3)取滤液400μL加入到预先加好试剂A和NaCl的检测池中，待测。 

4.检测 

1)采用由中国检验检疫科学研究院研制的便携式拉曼光谱仪进行检测，激光能量参数选择300mw，积分参数选择5次，这两个参数调节最佳拉曼峰强度，连续扫描拉曼光谱3次，最后得5次扫描光谱的平均光谱。每一个光谱的扫描范围是200-2500cm^-1，完成一个光谱扫描时间是2min。 

2)用具有背景扣除功能的数据处理软件进行数据处理，获得基线平坦的拉曼图谱，选择300-2100cm^-1之间作为本实验的考察范围。 

3)初筛分析，由拉曼谱图可看出1646cm^-1(波数误差＜15cm^-1)处没有明显的峰，则初步判断该样品为没有添加罗丹明B的辣椒酱。 

Claims (6)

1.一种用于食品中罗丹明B快速检测的表面增强拉曼光谱法，其特征在于，使用中性氧化铝作为分散剂，中性氧化铝与食品试样按一定比列混合、研磨匀质，加入一定量的提取剂，采用超声提取，将提取液吹干复溶，进行离心，小心吸取离心后中间层的匀质试液加入至预先加好一定量试剂A和试剂B的检测池中，涡旋或摇振均匀，置检测池于拉曼光谱仪检测室中进行拉曼光谱扫描检测，依据所获得的拉曼光谱图，选用特征波数1646cm^-1处进行罗丹明B的拉曼光谱信号测试，以外标法，根据罗丹明B的拉曼光谱信号强度与罗丹明B含量的线性比例关系，对食品试样中罗丹明B进行现场快速的定量和定性检测。

2.根据权利要求1所述的食品中罗丹明B快速检测的表面增强拉曼光谱法，其步骤如下：

(1)试样前处理：

a.辣椒油试样：按辣椒油与分散剂的体积比为1∶2称取，优选称取辣椒油试样2g和中性氧化铝4g，混合、研磨匀质；加入80％甲醇水溶液20mL，涡旋或摇振0.3～1min；用超声法提取10min；取上清液于45℃氮吹至近干，以1mL水进行复溶，离心，过0.22μm滤膜过滤，待测；

b.辣椒酱试样：按辣椒酱与分散剂的体积比为1∶3称取，优选称取辣椒酱试样2g和中性氧化铝6g，混合、研磨匀质；加入80％乙腈水溶液5mL，涡旋或摇振0.3～1min；用超声法提取10min；取上清液于45℃氮吹至近干，以1mL水进行复溶，离心，过0.22μm滤膜过滤，待测；

(2)检测：

a.小心吸取离心后均质试液加入至预先加好一定量试剂A和B的检测池中，涡旋或摇振均匀，进行拉曼光谱扫描检测；

b.采用外标法并选用特征波数为1646cm^-1对罗丹明B进行拉曼光谱测试，根据罗丹明B的拉曼光谱信号强度与罗丹明B含量的线性比例关系，进行试样中罗丹明B快速定量和定性检测。

3.根据权利要求1所述的食品中罗丹明B快速检测的表面增强拉曼光谱法，其特征在于，试剂A为银胶体水溶液，按照公知的方法制备即可；试剂B为可使A凝聚的含Cl^-1的电介质。所述的电介质，其特征在于：Cl^-1的浓度范围为0.25M～0.65M，优选为0.55M；pH为1-9，优选为3。所述试剂A、B的用量如下：

(1)试剂A：100-300μL，优选为100μL；

(2)试剂B：100-300μL，优选为100μL。

(3)根据权利要求1、2所述的食品中罗丹明B快速检测的表面增强拉曼光谱法，其特征在于，匀质试液加入量为200-500μL，优选为400μL。

4.根据权利要求1所述的食品中罗丹明B快速检测的表面增强拉曼光谱法，其特征在于，所使用的拉曼光谱检测仪可以是手持式、便携式或台式仪器，应具备发射波长为785nm的激光光源，其波数误差＜15cm^-1，目前中国检验检疫科学研究院、必达泰克公司等单位可提供满足测试要求的便携式拉曼光谱仪。

5.根据权利要求1所述的所述的食品中罗丹明B快速检测的表面增强拉曼光谱法，所述拉曼光谱仪，其操作步骤为：

(1)取样：取50-500μL检测试剂A于检测池中，加入100μL检测试剂B，小心吸取离心后的匀质试液200、400μL或500uL于检测池中；

(2)仪器参数设置：调激光能量参数和积分时间参数得拉曼光谱仪最佳的拉曼峰强度，调连续扫描光谱次数，得最佳平均的扫描光谱；

(3)扫描：用拉曼光谱仪在200～2500cm^-1的范围内扫描测试样品。

6.根据权利要求1所述的食品中罗丹明B快速检测的表面增强拉曼光谱法，其数据采集及结果分析步骤为：

(1)选定某一特征波数下的拉曼信号峰所对应的强度为内标基准，进行谱图归一化；

(2)用具有背景扣除功能的数据处理软件进行数据处理，获得基线平坦的拉曼图谱；

(3)定性分析：采集食品试样的拉曼光谱图，如罗丹明B对应的特征峰1646cm^-1处出现了明显的拉曼峰，且信噪比≥3，则初步判断为添加了罗丹明B的阳性样品，如特征波数1646cm^-1没有明显的峰，则初步判断为没有添加罗丹明B的阴性样品；

(4)定量分析：根据特征波数1646cm^-1特征波数处罗丹明B所对应的相对信号强度与其浓度的线性关系做标准曲线，用该标准曲线可对食品中罗丹明B进行定量分析。

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