紫外可见分光光度法在食品检测中的应用研究进展

紫外可见分光光度法在食品检测中的应用研究进展

**（济南护理职业学院，山东 济南 250000）

摘要：紫外可见分光光度法是利用物质对200~760nm波长范围内的紫外可见光的吸收，以朗伯-比尔定律为理论基础，对物质进行定性和定量分析的仪器分析方法。常用的食品仪器分析方法有紫外可见分光光度法、红外吸收光谱法、原子吸收光谱法、电化学分析法、气相色谱法、高效液相色谱法等，紫外可见分光光度法因其灵敏度高、准确度较高、操作简便、适用范围广，在食品检测中应用较多。本文从食品营养成分、食品添加剂、其他有害物质等3个方面研究了近5年来紫外可见分光光度法在食品定量检测中的最新应用进展，以期为紫外可见分光光度法在食品定量检测中的进一步应用奠定基础。

关键词：紫外可见分光光度法；食品检测；测定

Research Progress on Application of Ultraviolet and Visible spectrophotometry in food detection

Zhai Xiao-fei

(Jinan Vocational College of Nursing,，Jinan 250000，China)

Abstract: Ultraviolet and visible spectrophotometry(UV-Vis) is an instrumental analysis method for qualitative and quantitative analysis of matter based on Lambert- Beer law, using the absorption of ultraviolet and visible light in the wavelength range of 200~760nm. The common analytical methods of food instruments include UV-Vis, infrared absorption spectroscopy, atomic absorption spectrophotometry, electrochemical analysis, gas chromatography, high performance liquid chromatography, etc. UV-vis is widely used in food detection because of its high sensitivity, high accuracy, simple operation and wide application range. In this paper, the latest application of UV-Vis in food quantitative detection in recent five years was studied from three aspects of food nutrients, food additives and other harmful substances, so as to lay a foundation for the further application of UV-Vis in food quantitative detection.

Key words: UV-Vis spectrophotometry；Food detection；determination

紫外可见分光光度法是利用物质对200~760nm波长范围内的紫外可见光的吸收，以朗伯-比尔定律为理论基础，建立起来的对物质进行定性和定量分析的仪器分析方法。Lambert（朗伯）和Beer（比尔）分别于1760年和1852年研究得出了溶液吸光度与液层厚度和浓度之间的关系，二者合而为一即是朗伯-比尔定律，根据该定律，物质对光的吸收程度与液层厚度及溶液浓度成正比，据此可对物质进行定量分析；同时，每种物质有其特有的紫外可见吸收光谱，据此可对物质进行定性或结构分析。紫外可见分光光度计是基于紫外可见分光光度法原理设计的分析仪器，1854年，杜包斯克(Duboscq)和奈斯勒(Nessler)等人设计了第一台比色计，1918年，美国制成第一台紫外可见分光光度计。此后，紫外可见分光光度计经不断改进，灵敏度和准确度也不断提高，紫外可见分光光度法也开始得到飞速发展。该法经过多年不断的改进，应用范围不断扩大，如今，紫外可见分光光度法可应用于食品、农业、化工、医药、环保等多个领域。

紫外可见分光光度法既可以定性分析，也可以定量分析，因紫外可见光吸收光谱比较简单，特征性不强，定性分析有局限性，需要与其他方法结合进行分析，因此，紫外可见分光光度法最重要的用途是定量分析。食品检测的定量分析主要包括对食品中的营养成分、食品添加剂、农药兽药残留、霉菌毒素和其他有害物质等的检测。除传统的常规分析方法外，仪器分析方法逐渐成为检测的主要手段，常见的食品仪器分析方法有紫外可见分光光度法、红外吸收光谱法、原子吸收光谱法、电化学分析法、气相色谱法、高效液相色谱法等。紫外可见分光光度法因灵敏度高、准确度较高、操作简便、适用范围广，在食品检测中应用较多。前人研究的紫外可见分光光度法在食品检测中的应用主要有，酸奶中维生素A的测定；保健食品中磷脂酰胆碱的测定；食品中重金属的测定，包括砷的测定、蔬菜中铅含量的测定、猪肝、面粉等食品中镉的测定、大米等食品中镉、铜的测定；农药残留的测定比如蔬菜、水果中的乙酰甲胺磷，氧化乐果，乐果等、进出口大米、白菜中百草枯的测定；食品添加剂的测定，比如蔬菜、水果中硝酸盐的测定、食品中甜蜜素的测定、奶粉、麦片中的香兰素的测定、鲜牛奶中过氧化氢的检测、食品中苯甲酸的测定、果酱和酒类食品如柠檬汁、橙汁、白糖、蘑菇等中亚硫酸盐的测定等[1]。

本文分别从食品营养成分、食品添加剂、其他有害物质等3个方面研究了近5年来紫外可见分光光度法在食品检测中定量分析的最新应用进展，以期为紫外可见分光光度法在食品检测中的进一步应用奠定基础。

1 食品营养成分检测

1.1 总黄酮含量的测定

黄酮类化合物属植物的次级代谢产物，是植物天然产物中最大家族之一，具有提高人体抗氧化及免疫力、抑菌、抗肿瘤、防治心血管疾病等保健功能，是当前功能性食品、食品添加剂和保健品开发的重点活性物质［2］。

孙雪皎等［3］以沙棘汁为试验材料，研究了NaNO2- Al(NO3)3-NaOH显色法、AlCl3-CH4O显色法以及紫外可见分光光度法测定沙棘汁总黄酮含量的准确度，该法以芦丁标准品为对照，检测波长分别为510nm，420nm和350nm，经研究，NaNO2- Al(NO3)3-NaOH显色法的回收率稍低，AlCl3-CH4O显色法的回收率差异较大，比正常回收率值高47%，紫外分光光度法的回收率达到99.6%，比较接近于100%，可见，紫外方法的回收率最好，对总黄酮含量变化反应灵敏，测得的数据比较准确，可以作为最为理想的沙棘总黄酮测定方法。何苏琴等［4］选用槲皮素作为对照品，NaNO2- Al(NO3)3-NaOH体系显色，检测波长为402 nm，采用紫外可见分光光度法测定了枇杷蜜中的总黄酮含量，并对该法测定蜂蜜中总黄酮含量的不确定度进行了评定，根据结果，该法的不确定度影响较大，为了降低本方法的不确定度大小，提高测定结果的可靠性，可通过加大对照品取样量和稀释倍数，控制供试品溶液浓度在标准曲线的平均浓度范围内，增加供试品溶液和对照品溶液的测定次数等。谢丽芬等［5］以芦丁为对照品，NaNO2- Al(NO3)3-NaOH体系显色，于波长510nm处测定了凉茶中总黄酮的含量，证实了紫外可见分光光度法适用于凉茶中总黄酮的含量测定。

1.2 多糖含量的测定

天然植物多糖是植物体内重要的生物大分子，对人体具有抗肿瘤、调节免疫、抗病毒及抗氧化等功能［6］。测定食品多糖含量在食品加工业中具有重要意义。紫外可见分光光度法在食品多糖含量测定中的应用，根据显色剂的不同，有苯酚-硫酸法、蒽酮-硫酸法、地衣酚-硫酸法等。

陈肖珍等［7］利用紫外可见分光光度法测定了不同产地银耳的多糖含量，以无水葡萄糖为对照，具体采用苯酚-硫酸法，该法是利用多糖在硫酸的作用下水解成单糖，并迅速脱水生成糖醛衍生物，然后与苯酚生成橙黄色化合物，该有色化合物在490 nm波长处有最大吸收，在该波长下测定，测得8个不同地区的银耳多糖含量均比较高。房雷雷等［8］采用苯酚-硫酸法，以无水葡萄糖为对照，490 nm波长下测定姬松茸的多糖含量，并结合其它方法鉴定了姬松茸的多糖纯度，证实姬松茸多糖主要为葡萄糖，且纯度较高。黄越等［9］为探究不同提取方法对猴头菇粗多糖提取效果及抗氧化活性的影响，以猴头菇子实体为原料，通过热水、超声、碱液3种提取法分别提取猴头菇多糖，采用苯酚-硫酸法于490nm波长处测定多糖含量，结果证实碱液提取猴头菇多糖效果较好。

1.3 总皂苷含量的测定

皂苷，是苷元为三萜或螺旋甾烷类化合物的一类糖苷，主要分布于陆地高等植物中，也少量存在于海星和海参等海洋生物中，食品中的皂苷具有抗菌、抗病毒、抗癌、降胆固醇、降血糖、利尿等保健功能［10］。

井君等［11］采用紫外可见分光光度法测定了美洲不同品种干海参的皂苷含量，该法以5%香草醛-冰醋酸溶液和高氯酸为显色剂，以人参皂苷标准品为对照，于560nm波长处测定，比较了美洲不同品种干海参营养成分的差异。李怡然等［12］测定了8种常见大豆制品中皂甙等生物活性成分，以5%香草醛-冰醋酸溶液和高氯酸为显色剂，在乙酸乙酯中反应，以齐墩果酸标准品为对照，于波长558 nm处测定，结果表明豆腐和豆腐皮中的大豆皂甙含量较高，8种豆制品中皂甙含量排序为豆腐＞豆腐皮＞蛋白质粉＞豆豉＞豆奶粉＞腐乳＞大豆肽粉＞豆浆。杜静婷［13］通过香草醛-高氯酸-冰醋酸显色法处理样品，以齐墩果酸标准品为对照，在550nm波长条件下检测，测定了藜麦种皮、藜麦籽粒和藜麦壳中的皂苷含量。

1.4 多酚含量的测定

人类摄取的多酚类物质多来源于茶叶、蔬菜和水果。研究表明多酚具有清除自由基成分的抗氧化活性、抗肿瘤活性、调节心血管疾病,以及防止纤维化、抗炎、防治糖尿病等生物活性［14］。

总多酚含量的测定一般采用福林酚法。该法是在碱性条件下，酚类物质与铜结合生成复合物，福林酚试剂中的磷钼酸盐-磷钨酸盐被酚还原，产生深蓝色化合物，其颜色深浅与酚含量成正比。

郑满荣等［15］利用紫外可见分光光度法测定了沙棘籽油、沙棘果油、沙棘全果油的总酚含量，该法以没食子酸为对照品，于波长760 nm处测定，结果表明沙棘籽油中的总酚含量最多，沙棘果油与沙棘全果油中总酚含量没有明显差异。旷慧等［16］采用紫外可见分光光度法分析了红树莓多酚含量，具体采用福林酚法，以没食子酸标准溶液为对照进行测定。此外，刘雅萍等［17］采用超临界CO2技术萃取树莓籽油，采用紫外可见分光光度法，于波长765nm下测定了树莓籽油的多酚含量，证实了树莓籽油的多酚含量高于初榨橄榄油的含量。

1.5 蛋白质含量的测定

蛋白质是人体所必需的营养素，具有调节渗透压、提供能量、参与人体新陈代谢等多种生理功能。食品中的蛋白质作为人体氮的重要来源，具有糖类和脂肪所不能取代的作用。

唐婷范等［18］以不同产地葛根为试验材料，以牛血清白蛋白标准品为对照，双缩脲试剂为显色剂，于波长540 nm下进行测定，对比了3个不同产地葛根中蛋白质的含量，该法以水提回流法提取葛根蛋白质，并通过正交试验考察出最优提取工艺，即提取溶剂pH 8，提取时间 2.5 h，提取温度30 ℃时葛根蛋白质提取率最高。韩继新等[19]分别采用微波消解-分光光度法和凯氏定氮法测定鸡蛋中的蛋白质含量，比较两种方法优劣，微波消解-分光光度法采用微波消解代替传统消解，分光光度法参考国家标准GB 5009.5-2010《食品中蛋白质的测定》中的分光光度法，以氨氮标准溶液为对照，于波长400 nm下测定，结果表明，微波消解-分光光度法比传统的凯氏定氮法简单快速、试剂用量少、回收率高，可以广泛用于农产品中粗蛋白含量的测定。汪菊等[20]以牛血清蛋白标准溶液为对照，采用考马斯亮蓝G-250作为显色剂，以594nm作为检测波长，测定了奶粉中的蛋白质含量，并证实此法操作简单，快速，灵敏度较高。

1.6 风味物质含量的测定

风味物质是指能够改善口感，赋予食品特征风味的化合物，即通常大家所讲的“香味”。

李般程等[21]通过紫外可见分光光度法对不同品种、不同产地花椒的麻味成分含量进行测定，该法将标准品用甲醇配制成一系列浓度的花椒酰胺溶液，在254 nm检测其吸光度值，根据标准曲线回归方程计算出花椒麻素的含量。李金林等[22]将感官评价与浓度评价相结合进行鱼汤挥发性风味评价，浓度评价采用紫外分光光度法，通过测定鱼汤风味萃取物最大吸收波长处吸光度值，考察鱼汤风味物质总浓度，鱼汤挥发性风味萃取液经UV-Vis全波段（200~800 nm）扫描，样品在275nm有最大吸收峰，表明鱼汤挥发性风味物质具有紫外吸收特征，可用于浓度判定，在此波长下测定风味物质浓度，证明该法快捷、简单、可操作性强。

2 食品添加剂检测

食品添加剂是为改善食品品质和色、香、味，以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或者天然物质。常见的食品添加剂有着色剂、防腐剂、甜味剂、营养强化剂、抗氧化剂等[23]。

亮蓝和苋菜红属于着色剂，可作为色素在食品中使用，秦艳芳等[24]以还原型石墨烯/四氧化三铁磁性材料作为磁固相萃取食品中合成色素的吸附剂，大大缩短了分析时间，在优化条件下，分别以亮蓝和苋菜红为标准品，于波长627nm和520nm下，测定了碳酸饮料、酒、糖果和果冻中的亮蓝和苋菜红的含量，经验证，该法检测准确、检出限低，灵敏度高，可应用于食品中合成色素亮蓝和苋菜红的测定。熊凤娇等[25]采用紫外分光光度法，依据GB/T 5009.33-2010《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》，测定了常见市售鱼糜制品中防腐剂亚硝酸盐的含量，该法利用在弱酸条件下亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化后，再与盐酸萘乙二胺偶合形成紫红色化合物，于波长538nm下进行测定，外标法测得鱼糜制品中亚硝酸盐含量。张海红等[26]采用紫外可见分光光度法，测定了婴儿配方乳粉中营养强化剂左旋肉碱的含量，该法以左旋肉碱标准溶液为对照品，利用左旋肉碱与乙酰辅酶A生成游离的辅酶A，游离的辅酶A和2-硝基苯甲酸反应生成黄色物质，于波长412 nm处测定，该法检测效率高，灵敏度高，重复性好，满足特殊医学配方乳粉中左旋肉碱批量化检测的需求。

3 其他有害物质检测

食品中除重金属污染、霉菌毒素、农药兽药残留外，还可能会含有一些其他有害物质。李悦等[27]采用紫外可见分光光度法，根据《中国药典》2015年版氰化物检测法第二法，氰化物水解产生氰化氢与三硝基苯酚锂反应生成红色异红紫酸盐，采用500 nm作为检测波长，以标准氰化钠溶液为对照，测定了木薯酒、白酒、红酒中有害物质氰化物的浓度，证实了此方法准确可靠。杨娟等［28］参考GB/T 16489-1996《水质：硫化物的测定：亚甲基蓝分光光度法》和《亚甲基蓝比色法测定大气中的硫化氢》的测定方法，于波长665nm处测定了豆豉、腐乳中腐败变质物质硫化氢等的含量，结果表明腐乳、豆豉中硫化氢等腐败变质物质大量生成，影响此类食品的可食用性。张凤艳等［29］建立了紫外可见分光光度法测定橄榄油中违禁着色剂叶绿素铜的方法，该法通过比较大豆油光谱图、叶绿素铜标准储备液光谱图、空白橄榄油光谱图，找到了叶绿素铜的特征吸收波长653nm，在此波长下，以叶绿素铜标准溶液为对照，对6种市售橄榄油进行了测定，结果表明均未检出叶绿素铜。庞雨樵等［30］ 应用二乙酰一肟分光光度法对超市及农贸市场销售的12种不同袋装奶及散装牛奶中的尿素含量进行测定，二乙酰一肟在酸性条件下水解转化为双乙酰，与尿素在强酸条件下缩合成为红色的二嗪化合物，该化合物颜色的深浅与尿素含量成正比，在波长525nm处有最大吸收峰，以尿素标准品为对照，在525nm处检测，结果表明部分奶中尿素超标，可能为掺假奶，该方法操作简单快速，可应用于日常对牛乳中尿素含量的检测。

3 讨论与展望

紫外可见分光光度法是一种有着悠久历史、成熟而又应用面非常广的仪器分析方法，相较于其他仪器分析方法，紫外可见分光光度法操作简单、试剂价格低廉、分析快速准确、方法实用安全，应用广泛。

在食品检测中，相同的检测内容可使用不同的仪器分析方法进行，如食品中微量元素锌、硒等、重金属如铅、镉等的测定既可使用原子光谱法，也可使用紫外可见分光光度法；农药兽药残留、食品添加剂、黄曲霉素等含量的测定既可使用高效液相色谱法，也可使用紫外可见分光光度法。相较而言，紫外可见分光光度法简单、快速、有效、安全且成本低，在无特殊要求时，使用该法进行食品检测是一种非常好的办法。

本文研究了近5年来紫外可见分光光度法在食品检测中的定量分析应用，包括食品营养成分检测，如食品中的总黄酮、多糖、总皂苷、多酚、蛋白质及风味物质等；食品添加剂的检测如人工合成色素、防腐剂、营养强化剂等及其他有害物质等的检测，可见，紫外可见分光光度法在食品检测中的应用已非常成熟，适合食品中多种成分的检测。此外，通过阅读文献发现，也有研究者通过改善食品的前处理方式来提高紫外可见分光光度法的检测效率，如改变提取方式，比如采用CO2萃取、还原型石墨烯/四氧化三铁磁固相萃取、电膜萃取、榛壳吸附、浊点萃取等进行提取，或者优化微波消解条件及优化显色条件等，均有利于提高紫外可见分光光度法的检测效率。随着科技的进步，紫外可见分光光度计也在不断的更新换代，紫外可见分光光度法焕发了新的生机，检测功能将更加齐全，灵敏度、准确度更高，仪器分析逐渐实现自动化、智能化，相信其在食品检测应用中将有更为广阔的天地。

参考文献：

[1]冯东，李雪梅，王丙莲.紫外-可见分光光度法在食品检测及食品安全分析中的应用[J].食品工业，2013，34（6）：190-192.

[2]文开新，王成章，严学兵，等.黄酮类化合物生物学活性研究进展[J].草业科学，2010，27（06）：115-122.

[3]孙雪皎，史 琳，张 旋，等.沙棘汁总黄酮测定方法的对比分析[J].沈阳农业大学学报，2019，50（1）：120-127.

[4]何苏琴，王笑笑，徐宇昌.紫外-可见分光光度法测定枇杷蜜中总黄酮含量不确定度评定[J].医药导报，2018，37（2）：223-226.

[5]谢丽芬，王海东，姜水红，等.凉茶中总黄酮含量测定方法的研究[J].食品科技，2016，41（08）：265-267.

[6]孟庆龙，金莎，刘雅婧，等.植物多糖药理功效研究进展[J].食品工业科技，2020，41（11）：335-341.

[7]陈肖珍，曾灶昌.不同产地银耳的多糖含量及体外透皮吸收性能研究[J].广州中医药大学学报，2018 ，35（6）：1084-1088.

[8]房雷雷，赵肖通，辛慧洁，等.一种姬松茸多糖的纯度鉴定与单糖组成分析[J].食品工业科技，2018，39（13）：94-97，267.

[9]黄越，周春晖，黄惠华.不同提取方法猴头菇粗多糖的表征及其抗氧化活性的比较[J].食品工业科技，2017，38（3）:80-86.

[10]汪子翔，赵梅.皂苷类化合物抗肿瘤血管生成作用及机制研究进展[J].中华中医药杂志，2020，35（6）：3029-3032.

[11]井君，陈山乔，郭锐华，等.美洲不同品种海参营养成分的比较分析[J].中国海洋药物，2017，36（6）：60-66.

[12]李怡然，赵丽芹，贠婷婷，等.常见大豆制品中水溶性生物活性物质的分析[J].中国食品学报，2016，16（2）：258-265.

[13]杜静婷.藜麦种皮皂苷的提取、纯化、抗氧化、抑菌及皂苷元的成分鉴定[D].太原：山西大学生命科学学院，2017.

[14]蔡霄英，龚茵茵.食用花卉中的多酚类成分及生物活性研究进展[J].食品与机械，2018，34（11）：178-182,189.

[15]郑满荣，吕晓玲，王建新，等.3种沙棘油的主要成分及抗氧化能力比较[J].食品研究与开发，2018,，39（8）：24-29.

[16]旷慧，冯建文，范倩，等.红树莓多酚的组分分析及体外抗脂质过氧化活性[J].食品科学，2018，39（3）：83-89.

[17]刘雅萍，李鸿雁，郑 莉，等.超临界CO2法萃取树莓籽油的成分分析[J].中国油脂，2017 ，42 （12）：116-119.

[18]唐婷范，杨杰，黄芳丽，等.不同产地葛根蛋白质提取工艺及其功能性研究[J].食品研究与开发，2020，41（9）：32-37.

[19]韩继新，曹天泽， 陆津津.微波消解-分光光度法与凯氏定氮法比较测定鸡蛋中蛋白质的含量[J].黑龙江畜牧兽医（上半月），2017，（4）：282-284.

[20]汪菊，付大友，徐晨曦.奶粉中蛋白质含量的快速测[J].食品研究与开发，2015，36（24）：138-140.

[21]李般程，李栋钢，郭川川，等.花椒麻味物质含量检测及其等级建立[J].食品科技，2019，44（5）：303-306.

[22]李金林，王维亚，李 鑫，等.基于雷达图与紫外-可见分光光度法建立鱼汤挥发性风味评价方法及其应用[J].食品安全质量检测学报，2019，10（8）：2103-2110.

[23]郝利平，夏延斌，陈永泉，等.食品添加剂[M]．北京：中国农业大学出版社，2002.

[24]秦艳芳，云 荣，杜黎明，等.基于还原型石墨烯/四氧化三铁磁固相萃取检测食品中的亮蓝和苋菜红[J].信阳师范学院学报（自然科学版），2017，30（2）：269-273.

[25]熊凤娇，马俪珍，王 洋，等.鱼糜制品营养、理化指标与挥发性N-亚硝胺含量的相关性分析[J].肉类研究，2017，31（5）:10-15.

[26]张海红，田洪芸，王文特，等.分光光度法检测特殊医学用途婴儿配方乳粉中左旋肉碱[J].中国乳品工业，2020，48（9）：41-46.

[27]李悦，何颖，李彦懿，等.紫外-可见分光光度法测定3种酒中氰化物的浓度[J].酿酒科技，2017,（8）：128-131.

[28]杨娟，丁晓雯，秦樱瑞，等.豆豉、腐乳蛋白质降解物限量标准研究[J].食品科学，2016，37（6）：210-215.

[29]张凤艳，蒋万枫，张宁.紫外可见分光光度法测定橄榄油中的叶绿素铜[J].中国食品添加剂，2017，（12）：197-203.

[30]庞雨樵，王域洁，张国彤，等.应用二乙酰一肟分光光度法准确测定牛乳中尿素的含量[J].中国食品，2020（18） ：114-116.

1作者简介：**，（1984-），女，汉族，山东济南，济南护理职业学院，讲师，硕士，主要从事食品仪器分析技术研究。

原子吸收法在食品检测中的应用

AutoCAD在建筑设计中应用

电子鼻技术及其在小麦活性检测中的应用

食品检测工作总结

语言文字在教学中应用心得体会