《食品科學》：廣西民族大學嚴軍教授等：薄層色譜-表面增強拉曼光譜技術定量檢測辣椒制品中的4種蘇丹紅染料

辣椒制品因其特殊的風味而成為廣受人們歡迎的食物。一直以來，關于辣椒制品摻假、染色等食品安全問題備受關注，其中利用蘇丹紅染料對辣椒及其相關制品進行非法染色的問題一直是關注和監管的重點。蘇丹紅染料是一類用于給蠟、碳氫化合物溶劑和皮革制品等上色的合成著色劑，其具有強烈的紅橙色，且價格便宜。但是，蘇丹紅類染料的偶氮基團會釋放苯胺，能引起肝腎損傷、過敏反應、生殖損傷等，并具有強致癌性，被國際癌癥研究機構列為三級致癌物。

表面增強拉曼光譜（SERS）憑借其高靈敏度、無損檢測、結構信息豐富等特點，在醫療衛生、環境安全、食品安全等領域得到廣泛應用。薄層色譜（TLC）是一種可以分離多種成分混合物的色譜分析方法，具有操作簡單、分離速度快等優點。TLC-SERS檢測策略結合了TLC的分離能力和SERS的高靈敏度，已成功用于谷物中農藥殘留、食品中非法添加劑等領域的研究。

廣西民族大學化學化工學院的叢陽、蘇日輝、嚴軍*等人研究利用TLC-SERS技術建立蘇丹紅I～IV染料的現場快速檢測方法，并對火鍋底料、辣椒粉2 種辣椒制品中的蘇丹紅I～IV染料進行同時定量檢測，旨在為食品安全監管提供技術支撐，降低健康風險。

01

材料表征

如圖4a所示，沒有負載Ag NPs的TLC板表面較為光滑，當Ag NPs負載到TLC板上以后（圖4b）可以明顯觀察到密集排列的Ag NPs。如圖4c所示，367.78 eV和373.78 eV處的峰信號分別歸因于Ag 3d3/2和Ag 3d5/2，自旋和軌道耦合之間相差6 eV證實了Ag NPs在TLC板上被成功組裝。此外，如圖4d所示，420 nm波長處的吸收峰可歸因于Ag NPs的局域表面等離子體共振，進一步證實了Ag NPs的存在。

02

TLC-SERS實驗條件優化

Ag NPs的間隙會形成強電場的等離子體共振效應，生成SERS熱點，從而增強拉曼信號，提高檢測靈敏度。為了得到最佳拉曼增強效果，通過調節AgNO3濃度對Ag NPs的生長進行優化。如圖5a所示，在加入質量分數為1% AgNO3時，拉曼增強效果最佳。加入1.2%和1.5%時增強效果降低，這可能是過多的Ag NPs導致團聚，從而降低了SERS強度。反之，當AgNO3水平較低時，形成的Ag NPs較少，同樣無法產生好的增強效果。

本研究利用R6G作為探針分子對TLC-SERS方法進行條件優化。根據文獻報道，R6G在1 183、1 363、1 510、1 571cm -1 和1 650 cm -1 處的光譜帶對應于芳香苯環的C—C拉伸振動，在613 cm -1 和771 cm -1 處的峰可歸因于腺嘌呤骨架C—H平面內和平面外的彎曲振動。如圖5b所示，R6G的上述拉曼峰均在本實驗中出現，說明TLC-SERS基底具有可靠的增強效果且未引入明顯干擾信號。

首先考察Ag NPs滴加體積對增強效果的影響，如圖5c所示，滴加1.0 μL時SERS增強效果最佳。當滴加體積為0.5 μL時，由于Ag NPs數量太少，導致熱點不足，進而影響增強效果，而當體積大于1 μL時，Ag NPs數量太多，導致將目標分子掩埋，因此拉曼效果降低。

如圖5e所示，冷凍處理對于SERS增強有顯著提高效果。Fukunaga等的研究表明通過對TLC展開板進行冷凍處理可以有效提高TLC-SERS的增強效果。冷凍提升增強效果可以歸因于當溶液凍結時，溶質從冰晶中釋放出來，在晶界空間以冷凍濃縮溶液（FCS）的形式富集。FCS中較高的分析物濃度提高了SERS的靈敏度。此外，金屬納米顆粒被集中在FCS中，有利于待測物進入基底的SERS增強區域。

利用R6G考察TLC-SERS基底的信號均勻性，在硅板上隨機選取15 個點進行SERS測定，結果如圖5b所示，15 條SERS光譜具有高度一致性，613 cm -1 處SERS峰強度的相對標準偏差（RSD）約為4.32%，表明本方法具有良好的信號均勻性。

由圖5可知，

SERS

Raman

SERS

Raman

03

蘇丹紅I～IV模擬樣品的TLC-SERS檢測結果

蘇丹紅染料是致癌物和致畸物，國際癌癥研究機構和歐洲食品安全局將蘇丹紅（蘇丹紅I、II、III、IV）歸類為3 類致癌物。然而，近年來仍有報道顯示蘇丹紅作為著色劑被非法添加到火鍋底料、辣椒粉、辣椒油、香腸和紅辣椒醬等食品中。因此，本研究選擇蘇丹紅I～IV進行TLC-SERS同時定量檢測，且對蘇丹紅I～IV染料的檢測限均可達到1 mg/L。

蘇丹紅I的特征峰分別位于728、845、925、987、1 096、1 179、1 230、1 259、1 340、1 383、1 481、1 551 cm - 1 和1 597 cm - 1 （圖6a），其中，728 cm - 1 為苯環的C—H振動峰；845 cm - 1 對應于苯環的扭轉振動；987 cm - 1 為苯氮的＝N—H伸縮振動峰；843 cm - 1 為C—N的伸縮振動峰；1 179、1 230 cm - 1 和1 340 cm - 1 對應環內變形，還伴隨N—C拉伸振動、C—H面內擺動；1 383 cm - 1 為CH3—H伸縮振動峰；1 596 cm - 1 為苯環骨架的伸縮振動峰。其所選取的定量特征峰為1 597 cm - 1 ，決定系數

R

2

如圖6b所示，蘇丹紅II的特征峰位于716、929、1 095、1 152、1 230、1 378、1 449、1 495 cm - 1 和1 613 cm - 1 ，其中，929 cm - 1 是萘環的呼吸振動峰；1 095、1 152 cm - 1 和1 230 cm - 1 為C—H面內擺動峰。其所選取的定量特征峰為1 230 cm - 1 ，決定系數

R

2

如圖6c所示，蘇丹紅III的特征峰位于729、987、1 135、1 181、1 230、1 390、1 416、1 441、1 497 cm - 1 和1 597 cm - 1 ，其中，987 cm - 1 是萘環的呼吸振動峰；1 135、1 181 cm - 1 和1 230 cm - 1 對應C—H面內擺動；其中SERS最強峰1 135 cm - 1 為萘環C—H和O—H的面內擺動峰；1 390、1 416、1 441、1 497 cm - 1 和1 597 cm - 1 是N＝N面內的伸縮振動峰，還伴隨苯環和部分C＝C伸縮振動；1 597 cm - 1 為苯環骨架的伸縮振動峰。其所選取的定量特征峰為1 597 cm - 1 ，決定系數

R

2

如圖6d所示，蘇丹紅IV的特征峰位于723、989、1 098、1 229、1 388、1 489 cm - 1 和1 605 cm - 1 ，其中：989 cm - 1 是萘環的呼吸振動峰；1 098 cm - 1 和1 229 cm - 1 是C—H的面內搖擺峰；1 388 cm - 1 為CH3—H伸縮振動峰；1 489 cm - 1 為C＝C伸縮振動峰，還伴隨著C—H面內擺動峰、O—H面內擺動峰；605 cm - 1 為苯環骨架的伸縮振動峰。其所選取的定量特征峰為1 489 cm - 1 ，決定系數

R

2

04

真實樣品檢測

本實驗選擇辣椒粉和火鍋底料作為樣品進行模擬檢測。火鍋底料及辣椒粉樣品按照1.3.3節方法進行處理并測得其SERS光譜，如圖7所示。由于樣品未經凈化處理，存在的其他物質導致樣品的光譜峰形發生變化。蘇丹紅I～IV所選取的定量特征峰分別為1 597、1 230、1 597 cm-1和1 489 cm-1。通過加標回收實驗考察TLCSERS方法的準確度，從表1可以看出，加標質量濃度為1 mg/L的樣品火鍋底料中蘇丹紅I～IV染料的加標回收率為89.8%～93.0%（

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n

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05

討論與結論

本研究以TLC板作為基底通過物理沉積Ag NPs的方法構建TLC-SERS檢測平臺，通過結合TLC和SERS的優勢，建立了對辣椒制品中蘇丹紅I～IV的同時定量檢測方法。研究顯示，使用質量分數為1% AgNO3配制的Ag NPs，在冷凍條件下沉積Ag NPs體積為1.0 μL時具有最佳增強效果，對蘇丹紅I～IV染料的檢測限均可達到1 mg/L。在與其他文獻進行比較后發現，絕大部分研究對蘇丹紅真實樣品的檢測限均在1 mg/L左右，例如羅文松等利用以銀膠濾膜為基底的拉曼光散射光譜法分析辣椒油中是否含有蘇丹紅I，其檢測限為0.1 g/L。馬兵兵使用懸汞電極線性掃描伏安法測定蘇丹紅II標準樣品，該方法檢測限為4.6 mg/kg。本研究所采用的方法相較于傳統的色譜方法略有不足，但與現有的方法相比具有成本較低、使用便攜、選擇性好、檢測時間短的優點，具有一定的應用前景。

引文格式：

叢陽, 蘇日輝, 楊紹鑫, 等. 薄層色譜-表面增強拉曼光譜技術定量檢測辣椒制品中的4 種蘇丹紅染料[J]. 食品科學, 2025, 46(14): 337-344. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241216-131.

CONG Yang, SU Rihui, YANG Shaoxin, et al. Thin-layer chromatography combined with surface-enhanced Raman spectroscopy for simultaneous detection of four Sudan dyes in hot pepper products[J]. Food Science, 2025, 46(14): 337-344. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241216-131.

實習編輯：李杭生；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網

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