食品在加工過程中，為了保持食品的有效期和色澤度，往往會加入一定量的食品添加劑。亞硝酸鹽是火腿腸等各種肉制品中常用的護(hù)色劑和防腐劑，適量的亞硝酸鹽可以使相關(guān)食品保持良好的色澤度，延長保存期。然而，亞硝酸鹽在一定的條件下能夠在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化為亞硝胺類物質(zhì)，這類物質(zhì)具有很強(qiáng)的致癌作用。此外，過多地攝入亞硝酸鹽，還會降低血液的攜氧功能，導(dǎo)致組織缺氧，甚至引發(fā)中毒事件。我國《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》GB2760-2014規(guī)定，在肉制品中亞硝酸鹽的最大使用量不得超過150mg/kg，其殘留量不得超過30mg/kg。因此，對食品中亞硝酸鹽的含量檢測已經(jīng)成為食品質(zhì)量安全的重要參考指標(biāo)。

目前，亞硝酸鹽的檢測方法主要有離子色譜法、紫外分光光度法、高效液相色譜法、毛細(xì)管電泳法和流動注射法等方法。對于食品中痕量亞硝酸鹽類物質(zhì)的檢測，實(shí)驗(yàn)室的檢測流程相當(dāng)復(fù)雜，需要經(jīng)一系列的提取、過濾、固相萃取凈化、衍生、富集等步驟，前處理的復(fù)雜程度會導(dǎo)致檢測結(jié)果風(fēng)險的增加。盡管上述檢測方法準(zhǔn)確可靠，可以作為執(zhí)法鑒定的依據(jù)，然而這些方法的前處理過程大多步驟繁瑣，而且相關(guān)檢測儀器昂貴、體積笨重、操作復(fù)雜，無法滿足政府職能部門進(jìn)行現(xiàn)場執(zhí)法的快檢需求。因此，發(fā)展一種高靈敏、準(zhǔn)確可靠且簡單的現(xiàn)場快速檢測儀器和方法，提高相關(guān)市場監(jiān)管部門的現(xiàn)場應(yīng)急能力具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

拉曼光譜能夠提供分子的指紋信息數(shù)據(jù)，它是對物質(zhì)定性的重要光譜技術(shù)之一，然而其檢測靈敏度不高，因此在痕量有害成分的鑒定中應(yīng)用較少。借助于納米結(jié)構(gòu)金屬基底的表面等離激元誘導(dǎo)的表面電磁場的增強(qiáng)效應(yīng)，表面增強(qiáng)拉曼光譜（SERS）可將待測目標(biāo)物的信號放大數(shù)百萬倍。相比于色譜和質(zhì)譜等方法，SERS光譜的最大優(yōu)勢在于檢測速度快，儀器攜帶方便，且操作步驟簡單。因此，結(jié)合拉曼光譜的指紋圖譜特點(diǎn)，發(fā)展出操作簡便和可靠的前處理技術(shù)，可以將SERS光譜技術(shù)發(fā)展成為一種現(xiàn)場快檢技術(shù)，用于食品安全檢測領(lǐng)域。

本文提出了一種基于便攜式拉曼光譜儀的快速檢測方案，作為一種對食品中亞硝酸鹽的預(yù)檢篩查手段，前處理步驟相對簡單，耗時較短，可以大大縮短相關(guān)職能部門的抽檢時間，提高工作效率；由于其篩查速度是標(biāo)準(zhǔn)方法的數(shù)倍，僅需采用標(biāo)準(zhǔn)方法對少量陽性檢出樣品進(jìn)行定量復(fù)測，因此還可以促進(jìn)相關(guān)職能部門提高抽檢頻率，從而保證食品的質(zhì)量安全。

一、實(shí)驗(yàn)部分

1、材料

氯金酸（HAuCl4）、檸檬酸鈉、硼砂、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、對氨基苯磺酸、鹽酸奈乙二胺等試驗(yàn)中所用試劑皆為分析純（上海國藥），水溶液皆用超純水配置（Millipore）。

2、SERS增強(qiáng)活性的金納米粒子的制備和表征

金納米粒子由廈門市普識納米科技有限公司提供，粒徑約為55nm，利用經(jīng)典的檸檬酸鈉還原HAuCl4的方法合成而得。制備過程如下：1.2mL1%檸檬酸鈉迅速加入到含有1mmol/LHAuCl4的100mL沸水溶液中，并繼續(xù)劇烈攪拌40min，從而得到紅色粒徑在55nm左右的金納米溶膠。

3、實(shí)際樣品的前處理和SERS檢測

樣品的前處理采用鋅鹽沉淀蛋白方法進(jìn)行提純，并在亞硝酸鹽與鹽酸奈乙二胺衍生化后，結(jié)合SERS檢測的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。對于香腸等固體樣品，基本步驟如下：①取2g樣品于25mL塑料燒杯，加入5mL的硼砂溶液，超聲5min。②取1mL上清液，分別加入200μL1%亞鐵氰化鉀和200μL2%乙酸鋅溶液，以6000r/min轉(zhuǎn)速離心2min。③取上層清液1mL，先后各加入200μL的0.4%對氨基苯磺酸和0.2%鹽酸奈乙二胺溶液，靜置5min，待用。整個前處理過程不超過15min。對于酒品和飲料等液體樣品，前處理可略去①和②，直接進(jìn)行衍生化步驟，處理時間可控制在10min以內(nèi)。

SERS檢測步驟如下：取200µL樣品，與50µLpers-C1增強(qiáng)助劑（廈門市普識納米科技公司提供）、50µL金溶膠混合5s后開始拉曼測試，譜圖采集時間為2～5s。

4、拉曼光譜儀分析

文中SERS譜圖皆于B&WTEK公司的iRaman拉曼光譜儀上完成。該儀器的激光波長為785nm，功率為275mW，10倍物鏡下達(dá)到樣品表面的激光光斑大小約為80µm。

二、結(jié)果與討論

1、可行性分析

圖1給出不同濃度的亞硝酸鈉加標(biāo)的香腸樣品經(jīng)上述前處理過程后得到的水溶液的SERS譜圖，前處理加分析的總測試時長不超過15min。從圖中可以觀察到：無亞硝酸鹽香腸樣品的SERS譜圖中，在300～1700cm-1區(qū)間，除了位于456和471cm-1的兩個相對明顯的譜峰外，基本表現(xiàn)為無信號的背景曲線。加標(biāo)30mg/kg亞硝酸鹽后，SERS譜圖上可清晰觀察到1118、1143、1161、1194、1306、1329、1384、1419和1588cm-1等位置處的尖銳譜峰。隨著亞硝酸鹽的加標(biāo)濃度提高到50和100mg/kg水平時，這些譜峰的拉曼強(qiáng)度迅速提高。對照10mg/kg標(biāo)準(zhǔn)樣品及空白樣本的SERS譜圖，可以確認(rèn)這些譜峰皆來自于香腸樣品中添加的亞硝酸鹽，主要?dú)w功于亞硝酸鹽衍生化后得到的偶氮產(chǎn)物中苯環(huán)和N=N的不同振動模式的貢獻(xiàn)。盡管更明確的譜峰歸屬指認(rèn)有待于進(jìn)一步的理論計算模擬，但是圖中所展示的譜峰強(qiáng)度的濃度依賴性及與空白樣本的比對結(jié)果表明，SERS方法實(shí)現(xiàn)了加標(biāo)樣品中亞硝酸鹽的快速、定性和半定量檢測。

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