香兰素检测技术研究进展

◎ 杨 康，尹 琦，张 淋，唐 宏，黄小容，陈虹洁，陆小玲，杨 芳，李 皓，杨 曾，王苓二，黄承洪

（1.重庆科技学院，重庆 401331；2.重庆轻工职业学院，重庆 401329）

1 前言

香兰素作为食品添加剂，可以增加布丁、饼干、巧克力、冰淇淋和饮料等的风味[1]，但是超量使用会导致人恶心、呕吐，甚至肝肾功能受损[2]。《食品添加剂使用标准》（GB 2760—2014）指出，0～6个月婴幼儿配方食品中，不得添加任何食品用香料，较大婴儿和幼儿配方食品中限量5 mg/100 mL；婴幼儿谷类辅助食品中限量为7 mg/100g[3]。依据2021年版《食品安全国家标准》（GB 5009.284—2021）中载明的方法，目前香兰素的测定方法主要有液相色谱法、液相色谱-质谱/质谱法和气相色谱-质谱法[4]。

2 检测技术

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

UV-Vis法利用物质显色不同进行辨别，操作简单、灵敏度较高，可用于定性分析[5]。冯彩婷等[6]利用UV-vis法对奶粉中香兰素含量进行测定，加标回收率为98.6%，RSD=0.34%，表明该方法重现性好；孟德素等[7]的研究结果显示加标回收率为97.3%～101.1%，RSD＜2.0%，表明该方法可用于食品中香兰素的检测；杨丽霞[8]利用UV-Vis法对饼干中的香兰素含量进行测定，加标回收率为99.6%，RSD=0.36%，表明该方法快速简便实用。

2.2 高效液相色谱法(High performance liquid chromatography, HPLC)

HPLC是试样经提取后，由液相色谱分离和检测器检测，具有快速、高效的特点[9]。谢晓丹[10]利用HPLC法对蒙脱石散中香兰素含量进行测定，加标回收率为99.12%～100.44%，RSD＜0.65%；王存孝[11]利用HPLC法对奶粉中香兰素的含量进行测定，加标回收率为96.0%～100.2%，RSD＜5%，检出限为0.05 μg·mL-1；管淑霞[12]利用HPLC法对食品中香兰素的含量进行测定，加标回收率为96.1%～108.7%，RSD为1.27%～3.00%，可以满足食品中香兰素的检验要求。

2.3 气相色谱-质谱法(Gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)

GC-MS法是将气体作为流动相进行检测的色谱法，其选择性强、灵敏度高[13]。董振山等[14]利用GC-MS对雪糕中香兰素含量进行测定，平均回收率为93.21%～103.20%，RSD的范围为1.99%～4.72%，检出限为0.098 μg/g；吴秉宇等[15]利用GC-MS对卷烟主流烟气中的香兰素含量进行测定，加标回收率为96.3%～107.7%，检出限为9.1 ng/支；于航等[16]利用GC-MS对烟用香料中香兰素含量进行测定，加标回收率为91.4%～109%，检出限为0.03 mg/kg。

2.4 传感器法(Sensing detection)

2.4.1 伏安法(Voltammetry)

F.Bettazzi等[17]将基于方波伏安法研制的电化学传感器用于商业产品香兰素检测，RSD=2.0%，检出限为0.4 μM；Serkan Karakaya等采用循环伏安法在氧化铟锡电极上包覆铜颗粒，线性范围为0.50～2.0 μM，检出限为0.15 μM，可以准确和选择性地测定日常样品中的香兰素；Somaye Cheraghi等基于方波伏安法描述了一种高灵敏度传感器的制作，线性范围为0.03～800.0 μM，检出限为（9.0±0.1）μM，证明该方法可成功应用于食品样品中香兰素的分析。

2.4.2 电阻法(Resistivity)

N.Hareesha等[18]制备聚合谷氨酸功能化多壁碳纳米管和石墨复合膏体传感器，利用电化学阻抗谱法测定了食品样品中香兰素，线性范围为0.50～18.0 μM，检出限为0.019 9 μM，具有良好的可靠性、重复性和再现性；Amrutha Balliamada Monnappa等[19]制备聚甲基橙修饰的石墨烯糊电极，利用电化学阻抗谱法分析了食品香精和天然香草豆中香兰素的电子传递动力学，对香兰素的氧化具有优异的电催化活性，这是由于聚合物膜与分析物之间的高表面积和相互作用，方法简单且稳定，可以有效地用于实际样品分析；Ziyatdinova Guzel等[20]制备一种基于聚氨基苯磺酸功能化单壁碳纳米管和电聚合溴甲酚紫逐层沉积的传感器测定香兰素，线性范围为5.0～25.0 μM，检出限为64 μM，电化学阻抗谱法证实了所研制传感器的有效性，可用于香草提取物的分析。

2.4.3 电流法(Current sensing)

Mani Sivakumar等[21]采用水热法合成了CoS纳米棒检测香兰素，线性范围为0.50～56.0 μM，检出限为0.07 μM；Mónica ávila等[22]建立了一种基于分子印迹聚合物流形的在线支撑液膜-压电检测系统，用分子印迹聚合物修饰的石英晶体微天平定量测定香兰素，线性范围为5.0～65.0 μM，RSD=±4.8%，可有效地对食品中香兰素的进行分析；Serkan Karakaya采用一次性聚(铬黑T)修饰铅笔石墨电极，实现了低成本、灵敏和高选择性测定，线性范围为0.050～10.0 μM，检出限为0.013 μM。

2.5 基于纳米材料检测(Nanomaterial-based detection)

2.5.1 碳基材料(Carbon-based materials)

碳基材料因具有丰富的含氧官能团，可得到各种高附加值的化学品[23]。N.Hareesha等用电化学聚合的谷氨酸功能化的多壁碳纳米管和石墨复合糊状传感器测定食品样品中香兰素的电化学氧化，线性动态范围在0.50～18.0 μM，检出限为0.019 9 μM，表现出良好的可靠性、可重复性和再现性；C.Raril等[24]用一种基于离子表面活性剂修饰石墨烯糊电极测定香兰素的含量，阳极峰值电流与香兰素浓度成正比，范围为4×10-6～1.5×10-5M和2×10-5～7×10-5M，检出限为1.29 μM，回收率良好；Mei Qianwen等[25]用电纺丝二硫化钼纳米颗粒复合碳纳米纤维测定香兰素的用量，线性动态范围在0.30～135.0 μM，检出限为0.15 μM，具有良好的电流响应信号，可用于实际样品的测定。

2.5.2 金基材料(Gold-based materials)

金基材料可有效增强拉曼散射强度，可引入纳米材料中，提高复合材料的性能[26]。Yujiao Sun等[27]基于科琴黑/二茂铁双掺杂类沸石MOFs(Fc-KB/ZIF-8)与DNA适体偶联的电沉积金纳米颗粒开发的比率电化学适体传感器，线性动态范围在10.0～0.20 μM，检出限为3 μM，表明该方法具有较高的可靠性和实用性；Jingyao Gao等[28]用Au纳米颗粒，制备了低缺陷石墨烯电极，Au纳米颗粒修饰的石墨烯电极对香兰素的线性响应范围为0.20～40.0 μM，检出限为10 μM；方佳丽等[29]用Au纳米颗粒，制备了纳米金修饰碳糊电极，探究了该电极对香兰素的电化学行为，线性范围在1×10-9～5×10-5mol/L，检出限为5.4×10-10mol/L，表明该方法可用于检测巧克力中香兰素的含量。

2.5.3 银基材料(Ag-based materials)

银基材料具有优异的导电和导热性能，被应用于各大领域[30]。Totka Dodevsk等[31]将生物合成的银纳米颗粒(AgNPs)沉积到光谱石墨电极上考察对检测香兰素的适用性，响应高达0.5 mM，检出限为8.4 μM；Pei Liang等[32]建立了痕量香兰素的表面增强拉曼散射检测方法，利用硅片上的花状银纳米颗粒作为表面增强拉曼散射基底，表明该方法可快速识别香兰素，检测限达到10-8M。

2.5.4 铂基材料(Platinum-based materials)

铂基材料具有稳定结构及丰富电子结构，在很多领域中表现出极好的催化性能[33]。Jazreen H.Q.Lee等[34]使用铂电极在乙腈中对香兰素进行了详细的电化学研究，香兰素首先经历-2e-/-H+氧化，然后进行水解反应并失去其甲氧基取代基，生成相应的1,2-苯醌，随后可通过+2e-/+2H+还原，可以在约-1.58 vs.(Fc/Fc+)/V下被电化学还原；Carmen Ioana Fort等[35]建立了在铂电极上用二阶导数方波伏安法测定香兰素的简便、灵敏的数据处理方法，线性范围为50.0～430.0μM，检出限为19 μM；Jia Hui等[36]合成铂纳米颗粒-丝氨酸功能化和硼掺杂石墨烯量子点复合物策略构建了电化学传感器，线性范围为1×10-9M～1×10-4M，检出限为2.8×10-10M，表明该方法具有良好的灵敏度、选择性和重现性。

3 结论

香兰素快检技术，在食品安全中起着重大作用。UV-Vis法仪器简单，操作方便，但需要特定的环境；HPLC法具有较高的灵敏度和准确性，但仪器昂贵且操作复杂；GC-MS法灵敏度和重现性都较好，与HPLC同样需要特定环境和复杂操作，且价格昂贵；传感器法检测方法简单、灵敏度高、重现性好，但特异性欠佳。当前，基于纳米材料开发的检测技术进展迅速，在灵敏性、准确度和特异性方面取得了一定进展，但鉴于样品背景复杂、干扰较多，要想实现高灵敏和高特异性检测，还有待进一步的开发与研究。