飲料中人工色素定性定量檢測(cè)方法的研究進(jìn)展

陳婭妮，蔡沖，尚袁媛，丁永合，祝迎萱，劉朝俊

中國(guó)計(jì)量大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院（杭州 310018）

人工色素的使用越來(lái)越常態(tài)化，可以說(shuō)現(xiàn)在食品工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)人工色素的出現(xiàn)與應(yīng)用。人們最早使用天然色素，后來(lái)人工色素的出現(xiàn)克服天然色素提取純化復(fù)雜、量少且成本高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中。生產(chǎn)者按照GB 2760—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[1]添加人工色素是合法的，然而部分生產(chǎn)者出于追求更加低廉的成本或使食物色澤更加誘人的目的，在食品生產(chǎn)中添加一些非法人工色素如蘇丹紅、玫瑰紅B等，過(guò)量添加人工色素，這會(huì)對(duì)消費(fèi)者身體健康造成損傷。因而定性定量檢測(cè)產(chǎn)品中所添加的人工色素在市場(chǎng)監(jiān)督中尤為重要，檢測(cè)方法被科學(xué)研究者發(fā)明并加以應(yīng)用，針對(duì)檢測(cè)食用色素的各種方法做出分類分析，以期為人工色素的定性定量檢測(cè)研究和市場(chǎng)對(duì)飲料中人工色素的定性定量檢測(cè)提供理論依據(jù)。

為改觀食品的色澤，使之誘人，食品制作過(guò)程中往往會(huì)加入一種食品添加劑——食用色素。食用色素分為天然色素和人工合成色素。天然色素因來(lái)源于植物，往往成本較高，且不太穩(wěn)定，穩(wěn)定性和著色度等不如人工合成色素[2]。人工合成色素又稱焦油色素，來(lái)源于化工產(chǎn)品，如苯、萘等煤焦油，與天然色素相比，人工合成色素穩(wěn)定性、著色度強(qiáng)且價(jià)格低廉，被廣泛應(yīng)用于飲料、糕點(diǎn)等食品行業(yè)中[3]。國(guó)家對(duì)食用色素的最大添加限量做出一系列規(guī)定，但仍有部分商家非法添加過(guò)量的人工色素，使食品從外觀和口味上更加誘人。過(guò)量攝入人工食用色素，會(huì)對(duì)人體健康造成極大危害，如影響兒童的神經(jīng)系統(tǒng)、智力生長(zhǎng)、正常代謝，引起其行為異常；對(duì)成人造成生育能力下降，產(chǎn)生的胎兒畸形；長(zhǎng)期食用甚至易致癌[4]。因此，對(duì)食用色素的檢測(cè)開(kāi)展較多研究。

目前人工色素的定性定量檢測(cè)的方法有色譜法、電化學(xué)分析法、光譜法等，色譜法的應(yīng)用最為廣泛，可以同時(shí)檢測(cè)出多種人工色素，靈敏度高但操作較復(fù)雜，且對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求較高。光譜法和電化學(xué)分析法有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，檢測(cè)速度快，操作簡(jiǎn)便，但目前的應(yīng)用較少，且適用于分析成分較為簡(jiǎn)單的對(duì)象。

1 色譜法

1.1 高效液相色譜法

高效液相色譜法亦稱高速液相色譜法、現(xiàn)代液相色譜法等，是色譜法的一個(gè)分支，其具有分離效率高、檢測(cè)靈敏度高、分析速度快和選擇性好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于飲料中人工合成色素的檢測(cè)。劉亞梅等[5]采用高效液相色譜法，用以快速處理并檢測(cè)飲料、泡菜中赤蘚紅含量。結(jié)果顯示，赤蘚紅濃度在4～40 μg/mL之間呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.999 9，且回收率高、重現(xiàn)性好、檢出限較低。

丘福保等[6]用自制的聚酰胺粉柱對(duì)7種人工合成色素檸檬黃、新紅、莧菜紅、胭脂紅、日落黃、誘惑紅、亮藍(lán)的混合樣品富集和凈化后進(jìn)行高效液相檢測(cè)分析，該方法適用于多種人工色素混合樣品的同時(shí)檢測(cè)。將高效液相色譜法與其他方法聯(lián)用，亦可產(chǎn)生較好效果。郭占魁[7]建立一種采用固相萃取結(jié)合高效液相色譜法的方法，可同時(shí)測(cè)定飲料中9種人工合成色素。李幫銳等[8]采用高效液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定飲料中的8種人工合成色素。王雪蓮等[9]應(yīng)用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜的檢測(cè)方法同時(shí)檢測(cè)赤蘚紅、誘惑紅、檸檬黃、亮藍(lán)、靛藍(lán)、胭脂紅、莧菜紅、日落黃、新紅這9種人工合成色素。檢測(cè)準(zhǔn)確度、精確度、靈敏度較高，重現(xiàn)性好，回收率高，其中高效液相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用，可消除復(fù)雜基質(zhì)的干擾，能夠?qū)Χ喾N組分進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)。

然而，采用高效液相色譜法進(jìn)行色素的檢測(cè)，前處理較復(fù)雜，需要多種大型儀器、多種試劑，對(duì)實(shí)驗(yàn)室要求較高，應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)的快速檢測(cè)有一定的困難。高效液相色譜法具有高壓、高速率、高效率、高靈敏度等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生檢驗(yàn)、環(huán)境保護(hù)、生命科學(xué)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水產(chǎn)科學(xué)和石油化工等領(lǐng)域，尤其適用于分離、分析不易揮發(fā)，熱穩(wěn)定性差和各種離子型化合物。對(duì)于部分有機(jī)化合物，包括永久性氣體，易揮發(fā)、低沸點(diǎn)及中等相對(duì)分子質(zhì)量的化合物則不適用高效液相色譜法進(jìn)行分析。因此，對(duì)于易揮發(fā)和相對(duì)分子質(zhì)量較大的人工合成色素，則不宜使用高效液相色譜法，且該方法使用多種溶劑作為流動(dòng)相，成本高，易于引發(fā)環(huán)境污染[10]。

1.2 氣相色譜法

氣相色譜法是以氣體為流動(dòng)相的色譜分析方法，其具有選擇性高、靈敏度高、分析速度快和分離效能高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于沸點(diǎn)較低和熱穩(wěn)定化合物的分離與鑒定。焦糖色素是一種黑褐色的廣泛使用的人工合成色素，占整個(gè)食品著色劑使用量的90%以上[11]。在以氨（銨）法生產(chǎn)焦糖色素的過(guò)程中，由于反應(yīng)過(guò)程中的副反應(yīng)，可能會(huì)產(chǎn)生一定量的有毒物質(zhì)2-甲基咪唑和4-甲基咪唑[12]。2-甲基咪唑和4-甲基咪唑含量的檢測(cè)可通過(guò)氣相色譜實(shí)現(xiàn)。

彭向前等[12]采用頂空進(jìn)樣毛細(xì)管氣相色譜法同時(shí)測(cè)定焦糖色素中2-甲基咪唑和4-甲基咪唑含量，測(cè)得2-甲基咪唑和4-甲基咪唑的線性范圍分別為0.012 5～0.150 μg/mL和0.025～0.295 μg/mL，最低檢測(cè)濃度分別為0.001和0.002 μg/mL，回收率高，重現(xiàn)性好。亦可將氣相色譜法與其他方法聯(lián)用，以求更好的效果。林曉珊等[13]通過(guò)氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定焦糖色素中2-甲基咪唑和4-甲基咪唑的含量。王愛(ài)軍[14]采用氣相色譜串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜的方法測(cè)定焦糖色素中4-甲基咪唑。喬青青等[11]建立采用氣相色譜-正化學(xué)源質(zhì)譜法同時(shí)檢測(cè)焦糖色素中2-甲基咪唑和4-甲基咪唑的方法。試驗(yàn)表明，結(jié)果均可觀，操作較為簡(jiǎn)單，滿足快速檢測(cè)分析的需求，可用于對(duì)焦糖色素的質(zhì)量控制。

氣相色譜法用于分析低相對(duì)分子質(zhì)量、低沸點(diǎn)的有機(jī)化合物、永久性氣體等，是石油、化工、環(huán)境、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域不可或缺的工具。然而氣相色譜要求試樣汽化，不適用于大部分沸點(diǎn)高和熱不穩(wěn)定的化合物，僅有15%～20%的有機(jī)物能用氣相色譜法進(jìn)行分析。此外，氣相色譜法對(duì)于條件的設(shè)置較為嚴(yán)苛，在進(jìn)行定性和定量分析時(shí)，往往需要純樣或已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)試樣，而有些標(biāo)樣價(jià)格昂貴或獲得比較困難[10,15]。

1.3 薄層色譜

薄層色譜（thin layer chromatography，TLC）可分為常規(guī)的薄層色譜方法和高效薄層色譜，分離的選擇性主要取決于固定相的化學(xué)組成及其表面的化學(xué)性質(zhì)[16]。TLC是一種快速、簡(jiǎn)便、高效、經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用廣泛的色譜分析方法，薄層色譜可單獨(dú)使用，也常與傅里葉變換紅外光譜、拉曼光譜、核磁共振、質(zhì)譜等聯(lián)用。

張?zhí)m天等[17]利用高效薄層色譜技術(shù)建立檢測(cè)飲料中26種人工色素的快速定性和定量分析方法，26種人工色素的回收率在82%～103%之間，SRSD在0.9%～12.7%之間。

相較于前面幾種方法，其更加簡(jiǎn)單可靠和靈活高效，適用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，不過(guò)高效薄層色譜（HPTLC）技術(shù)在分離能力和檢測(cè)靈敏度上仍存在一定的差距。但依然不妨礙其成為輕簡(jiǎn)食品分析技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。

1.4 超臨界流體色譜

超臨界流體技術(shù)（supercritical fluid chromatography，SFC）以超臨界流體作為流動(dòng)相，依靠流動(dòng)相的溶劑化能力進(jìn)行分離、分析的色譜過(guò)程。因SFC既可分析氣相色譜不適應(yīng)的高沸點(diǎn)、低揮發(fā)性的樣品，又比高效液相色譜有更快的分析速度和條件，而兼具氣相色譜和液相色譜的特點(diǎn)。SFC主要應(yīng)用于小極性化合物，如農(nóng)藥殘留、脂類維生素類的分析，在人工色素分析中應(yīng)用較少，多與其他分析技術(shù)聯(lián)用如質(zhì)譜，但具有一定的應(yīng)用前景。

宋镠[18]利用SFC建立同時(shí)測(cè)定奶油黃、日落黃、檸檬黃、萘酚黃S、固黃、麗春紅3R、柑橘紅2號(hào)、胭脂紅、食用綠S這9種人工合成色素的SFC-DAD方法，系統(tǒng)優(yōu)化影響分離效能的因素，包括固定相、添加劑、溫度、出口壓力，并對(duì)市售2種碳酸飲料（美年達(dá)、芬達(dá)）中的人工色素進(jìn)行檢測(cè)，可以檢測(cè)到日落黃，且均小于0.1 g/kg。唐廣云[19]以SFC-MS技術(shù)為基礎(chǔ)建立可同時(shí)分析金銀花、山銀花中的11種極性化合物的分析方法。SFC的分離能力受較多因素影響，但相較于液相色譜，因其快速、高效、低溶劑消耗的特點(diǎn)而越來(lái)越受到重視。

2 電化學(xué)分析方法

2.1 示波極譜法

示波極譜法是一種快速加入電解電壓，幾秒內(nèi)得出一個(gè)極譜圖的電化學(xué)分析方法，多應(yīng)用于微量金屬元素、化學(xué)物質(zhì)的快速檢測(cè)。

文君等[20]通過(guò)液-液分配法從飲料、配制酒類，硬糖、蜜餞類，淀粉、軟糖類中提取人工合成色素赤蘚紅，并用示波極譜法進(jìn)行測(cè)定，檢出限為0.018 62 μg/mL。張麗萍等[21]用示波極譜法檢測(cè)飲料中的人工合成色素檸檬黃，并對(duì)底液的成分選擇開(kāi)展試驗(yàn)，從而提高示波極譜法檢測(cè)色素的靈敏度和選擇性。劉紅等[22]用單掃描示波極譜法檢測(cè)汽水中混合色素檸檬黃、莧菜紅和胭脂紅的含量，相關(guān)系數(shù)、回收率均較高。

示波極譜法檢測(cè)較快速，但底液種類、用量、酸度的選擇較復(fù)雜，且對(duì)于含色素產(chǎn)品的檢測(cè)從目前研究上看僅限于成分較為簡(jiǎn)單的飲料。

2.2 毛細(xì)管電泳法

毛細(xì)管電泳（capillary electrophoresis，CE）又稱高效毛細(xì)管電泳（high performance capillary electrophoresis，HPCE），是一類以毛細(xì)管為分離通道、以高壓直流電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力的新型液相分離技術(shù)，實(shí)際上包含電泳、色譜及其交叉內(nèi)容，能夠分析到小分子水平。

相關(guān)研究[23-29]建立毛細(xì)管電泳法檢測(cè)飲料中的人工色素。云凱[23]建立同時(shí)測(cè)定飲料中亮藍(lán)、莧菜紅、新胭脂紅、檸檬黃及日落黃5種人工合成色素的毛細(xì)管電泳-紫外檢測(cè)分析方法。王立衛(wèi)[30]建立高效毛細(xì)管電泳法直接測(cè)定葡萄酒中莧菜紅及亮藍(lán)的方法。

毛細(xì)管電泳法可達(dá)到對(duì)多種人工色素的同時(shí)檢測(cè)，且?guī)资昼娂纯赏瓿桑?jiǎn)單快速且結(jié)果可靠。毛細(xì)管電泳法與其他分離技術(shù)結(jié)合的方法也應(yīng)用于人工色素的檢測(cè)。常云霞[31]建立負(fù)極高壓下場(chǎng)放大樣品進(jìn)樣（field-amplified sample injection，F(xiàn)ASI）結(jié)合毛細(xì)管電泳（CE）富集分離分析5種人工合成色素（日落黃、新紅、偶氮玉紅、檸檬黃、莧菜紅）的試驗(yàn)方法，成功地被應(yīng)用于實(shí)際樣品-果凍的分析。胡江濤等[32]采用固相萃取-高效毛細(xì)管電泳法測(cè)定食品和飲料中9種禁用磺酸類偶氮色素（間胺黃、酸性嫩黃G、二甲基黃、酸性橙I、酸性橙II、酸性品紅6B、麗春紅2R、麗春紅3R、麗春紅SX）。

CE技術(shù)的分離效率高、試驗(yàn)經(jīng)濟(jì)成本低、儀器操作簡(jiǎn)易、分析方法模式多種，但該方法不適用于海鹽濃度基質(zhì)，目標(biāo)成分痕量但復(fù)雜的分析。

3 光譜法

3.1 分光光度法

分光光度法測(cè)定色素含量雖然操作簡(jiǎn)便、快速，但對(duì)于混合色素，產(chǎn)生的吸收光譜往往重疊嚴(yán)重，肉眼難以區(qū)別分離，需要借助一些化學(xué)計(jì)量方法進(jìn)行同時(shí)測(cè)定。

王志有等[33]運(yùn)用分光光度計(jì)檢測(cè)檸檬黃、日落紅、胭脂紅的標(biāo)準(zhǔn)溶液，并借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究類似于大腦的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)對(duì)連續(xù)的和間斷的輸入作為狀態(tài)反饋而完成信息處理工作，而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法以TURBO-O語(yǔ)言和編程手段，進(jìn)行定量檢測(cè)各組分的含量[34]）對(duì)光譜與濃度關(guān)系進(jìn)行訓(xùn)練，可同時(shí)測(cè)定這3種色素的含量，測(cè)定市售某橙汁飲料，3種色素的回收率均達(dá)到99%左右，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與最小偏二乘法比較結(jié)果均較好。孫延春等[35]對(duì)2種吸收光譜重疊嚴(yán)重的色素檸檬黃和胭脂紅進(jìn)行紫外分光光度法測(cè)定，聯(lián)立方程組對(duì)檸檬黃和胭脂紅進(jìn)行定量分析，測(cè)得結(jié)果相對(duì)偏差小于3%。郭光美等[36]用分光光度法同時(shí)檢測(cè)5種人工色素喹啉黃、誘惑紅、赤蘚紅、淡紅、靛藍(lán)，借助最小偏二乘法建立校正模型，檢出限較低，對(duì)微量色素能達(dá)到較好的檢出效果。趙麗[37]基于最小偏二乘法，對(duì)立春紅2R、日落黃、喹啉黃、堿性橙、酸性綠、直接綠這6種人工色素進(jìn)行分光光度計(jì)測(cè)定與分析，檢出限均低于3 μg/mL。

分光光度法可以直接檢測(cè)多組分混合而不經(jīng)分離的人工色素，檢測(cè)速度較快，但檢測(cè)的產(chǎn)品大多是色素水溶液或成分較為簡(jiǎn)單的飲料、果汁，對(duì)于復(fù)雜成分的產(chǎn)品中色素的檢測(cè)應(yīng)用較少。

3.2 熒光光譜法

熒光光譜是物質(zhì)受光照射價(jià)電子被激發(fā)后，能級(jí)發(fā)生躍遷，電子又從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)過(guò)程中所發(fā)射出的熒光為次級(jí)光。熒光光譜法具有高靈敏度和高選擇性的特點(diǎn)，在分析檢測(cè)中有著廣泛應(yīng)用[37]。

陳國(guó)慶等[38]發(fā)現(xiàn)胭脂紅、莧菜紅、檸檬黃、日落黃、亮藍(lán)5種常用合成食品色素在紫外光激勵(lì)下均能產(chǎn)生較強(qiáng)的熒光，且測(cè)得的熒光光譜特征明確，光譜特性與其分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)應(yīng)，可以將熒光光譜分析技術(shù)應(yīng)用于合成食品色素檢測(cè)。孫紅等[39]采用熒光分光光度法建立飲料中的合成色素胭脂紅測(cè)定的新方法，胭脂紅的熒光強(qiáng)度與濃度呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.994，加標(biāo)回收率在94.4%～109.2%之間。胡楊俊等[40]采用熒光光譜技術(shù)與光譜模式識(shí)別方法相結(jié)合，將各類食品添加劑視為天然橙汁成分的熒光干擾物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)橙汁與橙汁飲料的有效鑒別。胡揚(yáng)俊[41]用熒光光譜儀對(duì)市售碳酸飲料中的6種人工合成色素檸檬黃、日落黃、胭脂紅、赤蘚紅、莧菜紅、亮藍(lán)進(jìn)行三維熒光光譜的測(cè)定。

通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與熒光光譜結(jié)合，王俊等[42]實(shí)現(xiàn)對(duì)日落黃高效、痕量的檢測(cè)。出于轉(zhuǎn)換納米晶與莧菜紅色素溶液存在能量傳遞關(guān)系，曹疆艷[43]利用轉(zhuǎn)換納米晶發(fā)光強(qiáng)度作為熒光探針檢測(cè)莧菜紅色素溶液，并將制備的NaGbF4：Yb3+，Er3+@NaYF4納米晶做成固態(tài)傳感器，可用于反復(fù)檢測(cè)色素含量。

但是，大多數(shù)合成色素不具有熒光特性，不能直接檢測(cè)，需要構(gòu)建熒光體系或借助熒光探針的方法實(shí)現(xiàn)定性定量測(cè)定。周尚等[44]基于蘇丹紅與硫酸高鈰反應(yīng)導(dǎo)致其熒光增強(qiáng)，采用熒光光譜法測(cè)定食品中蘇丹紅的含量。

熒光光譜檢測(cè)具有速度快、靈敏度高的特點(diǎn)，但熒光光譜存在一定的內(nèi)濾效應(yīng)，且物質(zhì)的熒光特性會(huì)受到內(nèi)在結(jié)構(gòu)和外在因素的影響，當(dāng)溶劑背景存在較強(qiáng)熒光時(shí)，對(duì)被測(cè)物干擾較大，需要進(jìn)行一定的分離。相較于拉曼光譜和液相色譜等技術(shù)，熒光光譜法的簡(jiǎn)便性、操作性受到局限。

3.3 近紅外光譜法

近紅外光譜技術(shù)具有快速、靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、分析試樣的狀態(tài)不受限制、不破壞樣品等特點(diǎn)，在食品行業(yè)上應(yīng)用廣泛。市面上各種飲品顏色多樣，存在不少違規(guī)添加過(guò)量人工色素、摻假的現(xiàn)象，對(duì)消費(fèi)者的身體健康造成潛在的危害，因此飲品中人工色素的快速、無(wú)損檢測(cè)意義重大。

田晶等[45]采用近紅外光譜技術(shù)結(jié)合統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)處理方法構(gòu)建飲料中食用合成色素的預(yù)測(cè)模型，研究發(fā)現(xiàn)修正的最小二乘法結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量交換且去散射處理的光譜預(yù)處理手段建立的修正的最小二乘法模型，其預(yù)測(cè)相關(guān)系數(shù)達(dá)0.991，能較為精確地進(jìn)行飲料中食用合成色素的快速無(wú)損檢測(cè)。張曉偉等[46]采用近紅外光譜技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法構(gòu)建紅曲米中紅曲橙色素、紅曲紅色素、紅曲黃色素的預(yù)測(cè)模型，結(jié)果表明近紅外光譜技術(shù)可用于紅曲色素的快速無(wú)損測(cè)定，為紅曲米質(zhì)量的智能化控制提供新途徑。楊昌彪等[47]建立紅酒中非法食品添加劑莧菜紅的近紅外光譜定性分析模型和表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)快速定性檢測(cè)的分析方法。兩方法相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)快檢中交叉驗(yàn)證，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，為現(xiàn)場(chǎng)鑒別紅酒是否添加莧菜紅色素提供一個(gè)快速可靠的檢測(cè)方法。

但是，近紅外光譜技術(shù)在低含量的定量分析方法中也不是很成熟，在食品添加劑定量分析研究也較少，因此近紅外光譜檢測(cè)食品添加劑的技術(shù)還需要進(jìn)一步完善。飲料樣品屬于液體，對(duì)近紅外光譜區(qū)域而言，液體中水是一種極強(qiáng)的吸收體，它掩蓋了其他成分吸收近紅外光譜的信號(hào)。因此既要獲得較強(qiáng)的待測(cè)成分的近紅外信號(hào)，又要降低檢測(cè)誤差，這是近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用在飲料中需要解決的又一問(wèn)題[48]。

3.4 拉曼散射光譜法

拉曼光譜是一種散射光譜，最早由印度物理學(xué)家錢德·拉塞卡拉·文卡塔·拉曼（Chandrasekhara Venkataraman）發(fā)現(xiàn)。當(dāng)一束單色光照射一個(gè)透明樣品的時(shí)候，絕大部分入射光穿透樣品，極少數(shù)發(fā)生散射；當(dāng)散射光與入射光頻率基本相同時(shí)，這種散射現(xiàn)象稱為雷利散射（Rayleigh scattering）；當(dāng)散射光部分用于樣品分子的頻率振動(dòng)而使少量散射光與入射光頻率不同的散射稱為拉曼散射[49]。樣品的種類不同，所產(chǎn)生的拉曼散射的波長(zhǎng)也不同，所以拉曼光譜被認(rèn)為是確定和鑒別分子種類的方法之一。

葛炯等[50]利用拉曼結(jié)合最小偏二乘法較準(zhǔn)確地建立煙草中葉黃素和β-胡蘿卜素的含量與拉曼散射光譜之間的定量模型，且建立的PLS模型可以可靠地預(yù)測(cè)煙草中葉黃素和β-胡蘿卜素的含量，檢出限為20 μg/g。可見(jiàn)，普通拉曼散射光譜雖然操作簡(jiǎn)便、快速，但在定量檢測(cè)方面難以做到痕量。

對(duì)于人工色素的微量檢測(cè)分析，表面增強(qiáng)拉曼光譜得到探索應(yīng)用。表面增強(qiáng)拉曼散射（surface enhanced Raman scattering，SERS）起始于吸附在粗糙銀電極表面的吡啶分子的拉曼散射比吸附在普通電極上的增強(qiáng)6個(gè)數(shù)量級(jí)，從而在檢測(cè)微量物質(zhì)的可行性體現(xiàn)出來(lái)。

陳宏炬等[51]用納米金溶膠作為基底，SERS快速檢測(cè)西瓜汁、不同飲料中的合成色素赤蘚紅，檢出限達(dá)0.05 mg/kg。林爽等[52]在用表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)對(duì)飲料中3種色素羅丹明B、日落黃和柯衣定檢測(cè)時(shí)，制備出簡(jiǎn)便、價(jià)格低的表面增強(qiáng)拉曼光譜濾紙基底，簡(jiǎn)便了拉曼基底增強(qiáng)的過(guò)程，對(duì)于色素的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)具有較大的應(yīng)用前景。王樂(lè)等[53]建立基于電化學(xué)方法獲得的多孔銀絲基底的快速檢測(cè)飲料中人工合成色素玫瑰紅B的分析方法，且飲料樣品無(wú)需進(jìn)行前處理。邵勇等[54]基于SERS技術(shù)建立碳酸飲料和功能性飲料中堿性嫩黃O的現(xiàn)場(chǎng)快速定性、定量檢測(cè)方法。陳啟振等[55]用金納米溶膠作為增強(qiáng)助劑對(duì)6種食品中常添加的色素亮藍(lán)、胭脂紅、日落黃、檸檬黃、莧菜紅、誘惑紅進(jìn)行拉曼散射光譜檢測(cè)，樣品前處理和檢測(cè)總時(shí)間較短，不超過(guò)15 min，且檢出濃度在1 ml/L。周世陽(yáng)等[56]借助增強(qiáng)劑用表面增強(qiáng)拉曼光譜法檢測(cè)柑橘紅2號(hào)色素，建立QuEChERS前處理技術(shù)與表面增強(qiáng)拉曼光譜結(jié)合的分析方法，檢出限為1.5 mg/kg。

相較于高效液相等其他檢測(cè)方法，拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)具有前處理簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)時(shí)間短、無(wú)損等特點(diǎn)，同時(shí)便攜式表面增強(qiáng)拉曼光譜儀為色素的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)提供較大的便利。

拉曼光譜與其他分離技術(shù)聯(lián)用的檢測(cè)方式可以克服拉曼檢測(cè)在復(fù)雜的食品基質(zhì)中易受到樣品中其他組分干擾的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)高選擇性地識(shí)別檢測(cè)目標(biāo)分析物，如PC-SERS、MIHs-SERS、TLC-SERS等。宋雨琪[57]構(gòu)建簡(jiǎn)單制作、成本低廉、便于攜帶的PEI@PC-SERS基底，用于碳酸飲料中電負(fù)性色素檸檬黃、日落黃和胭脂紅的分離和檢測(cè)。相較于傳統(tǒng)的SERS基底，該基底克服硬質(zhì)基底只適用于平面檢測(cè)的缺點(diǎn)，便于攜帶用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。結(jié)合紙色譜的分離能力，PC-SERS不僅可以排除實(shí)際樣品中雜質(zhì)的干擾，更純化了目標(biāo)色素，提高檢測(cè)的靈敏度。徐凱云[58]基于MIHs結(jié)合SERS技術(shù)，合成包含帶正電荷納米顆粒的具有高選擇性和高靈敏度的新紅分子印跡水凝膠用于新紅的快速檢測(cè)，適用于低成本的戶外現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，多應(yīng)用于食品中偶氮類染料。薄夢(mèng)陽(yáng)[59]建立TLC與SERS聯(lián)用快速檢測(cè)食品中的人工色素日落黃、檸檬黃和胭脂紅的方法，且對(duì)正山小種、金駿眉、鳳牌紅茶、滇紅工夫4種茶葉樣品進(jìn)行定性檢測(cè)分析。該方法只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的前處理即實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)快速定性和定量檢測(cè)，但無(wú)法進(jìn)行精確的定量分析。余慧等[60]以整體柱為基底的SERS法快速檢測(cè)和表征混合色素和加標(biāo)茶飲料樣品中的柯衣定。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

綜上所述，文章總結(jié)了常見(jiàn)色素的定性定量檢測(cè)方法，包括色譜法（高效液相色譜法、高效氣相色譜法、薄層色譜法、超臨界流體色譜法）、電化學(xué)分析方法（示波極譜法、毛細(xì)管電泳）和光譜法（分光光度法、熒光光譜法、近紅外光譜法、表面增強(qiáng)拉曼光譜法）等檢測(cè)方法，每種方法各有優(yōu)勢(shì)。從時(shí)間進(jìn)程上看，色素檢測(cè)由傳統(tǒng)的色譜技術(shù)、電化學(xué)分析向光譜的方向發(fā)展，在準(zhǔn)確的同時(shí)追求快速、高效，從而為市場(chǎng)檢測(cè)提供基礎(chǔ)。

食品工業(yè)化的發(fā)展離不開(kāi)添加劑的使用，起著色功能的人工色素在飲料、糕點(diǎn)等食品中使用頗多，生產(chǎn)者過(guò)量或使用非法人工色素將威脅消費(fèi)者的身體健康，造成巨大的社會(huì)問(wèn)題。市場(chǎng)監(jiān)督人員對(duì)市面上的食品進(jìn)行色素檢測(cè)的同時(shí)，快速、高效、簡(jiǎn)便、微量準(zhǔn)確的方法正是所需。光譜檢測(cè)的研究近來(lái)為這種需求提供可能。