食品添加剂如何用紫外法检测？
1. 引言
随着食品加工技术的发展，食品添加剂种类和应用范围不断扩展。从国家标准GB 2760到各类行业规范，对添加剂的使用剂量与检测标准也日益严格。如何在成本可控、效率高效的条件下，对大量食品样品进行安全性检测，成为技术人员与监管机构的重要工作。
紫外分光光度法因其对含有发色团或共轭结构的有机小分子具有良好响应，成为大量常规食品添加剂检测的重要工具之一。尤其在防腐剂、甜味剂、着色剂、抗氧化剂、非法添加物等检测中应用广泛。
2. 紫外法检测食品添加剂的基本原理
2.1 吸光机理
食品添加剂分子结构中广泛存在芳香环、羰基、共轭双键、羟基、腙、偶氮等发色基团。这些官能团能吸收紫外区（190-400 nm）光线，发生电子跃迁：
| 跃迁类型 | 主要来源 | 波长区间 |
|---|---|---|
| π → π* | 芳香环、偶氮、共轭烯烃 | 200–400 nm |
| n → π* | 羰基、腙、酚羟基、硝基 | 200–400 nm |
2.2 朗伯-比尔定律
紫外分光光度法依据朗伯-比尔定律实现定量：
A=ε⋅c⋅lA = \varepsilon \cdot c \cdot lA=ε⋅c⋅l
A：吸光度；
ε：摩尔吸收系数；
c：物质浓度；
l：光程长度（常用1 cm石英比色皿）。
吸光度与浓度成正比，通过标准曲线实现浓度测定。
3. 食品添加剂紫外检测技术体系
3.1 直接吸收法
适用于添加剂本身具有紫外吸收特性的物质；
样品经简单预处理后直接稀释测定；
方法简便、速度快、重复性好。
3.2 显色衍生化法
适用于紫外吸收弱或背景干扰大的成分；
通过与显色剂反应形成新发色体系；
在可见区或远紫外区增强灵敏度与专属性。
4. 紫外法检测常见食品添加剂应用实例
4.1 防腐剂类
4.1.1 苯甲酸
λmax：230 nm；
直接紫外吸收法；
应用于饮料、罐头、酱料等。
4.1.2 山梨酸
λmax：255 nm；
直接吸收法；
广泛应用于乳制品、糕点、果汁中。
4.1.3 对羟基苯甲酸酯类（Parabens）
λmax：254 nm；
多组分混合可采用同步方程法定量。
4.2 甜味剂类
4.2.1 糖精钠
λmax：268 nm；
样品预处理后直接检测；
适用于饮料、糖果等甜味剂残留监控。
4.2.2 阿斯巴甜
λmax：210–220 nm；
直接紫外检测需注意溶剂纯度。
4.3 着色剂类
4.3.1 日落黄
λmax：480 nm（可见区）；
适用于糖果、饮料、果冻着色剂检测。
4.3.2 柠檬黄
λmax：427 nm；
可直接吸收测定，适合饮料与果冻产品。
4.3.3 诱惑红
λmax：508 nm；
应用于调味酱、烘焙制品。
4.4 抗氧化剂类
4.4.1 BHT（丁基羟基甲苯）
λmax：278 nm；
直接吸收法，适用于油脂、坚果制品。
4.4.2 BHA（丁基羟基茴香醚）
λmax：290 nm；
与BHT常联用使用。
4.5 防腐漂白剂类
4.5.1 二氧化硫（亚硫酸盐）
λmax：在紫外远区；
需通过氨基磺酸衍生显色法检测；
常应用于干果、蜜饯等漂白剂残留检测。
4.6 营养强化剂类
4.6.1 维生素C
λmax：245 nm；
直接吸收法；
广泛应用于饮料、果汁等强化食品。
4.6.2 维生素E
λmax：292 nm；
溶于乙醇后检测；
应用于植物油、婴儿食品中。
5. 紫外法检测食品添加剂完整操作流程
5.1 样品前处理
均质、稀释、过滤；
去色（如活性炭吸附）；
pH调整（必要时）；
去除蛋白或脂质基质干扰。
5.2 光谱扫描
190–800 nm全谱扫描；
确定最佳λmax吸收峰。
5.3 标准曲线建立
制备标准溶液；
测定吸光度；
建立浓度-吸光度标准曲线。
5.4 样品测定
比色池中装入处理后样品；
测得A值后按标准曲线计算浓度。
5.5 方法学验证
线性范围、精密度、准确度、回收率验证；
排除基体干扰影响。
6. 紫外法食品添加剂检测的技术优势
| 优势 | 技术表现 |
|---|---|
| 操作快速 | 多数项目10分钟内完成 |
| 成本低廉 | 仪器投入与耗材成本低 |
| 方法简便 | 无需复杂分离或衍生化 |
| 适用广泛 | 覆盖防腐、色素、甜味剂等多个类别 |
| 重复性好 | 吸光度易控制、漂移小 |
| 支持高通量 | 批量样品分析能力强 |
7. 紫外法食品添加剂检测的技术局限
| 局限性 | 影响表现 | 解决措施 |
|---|---|---|
| 光谱重叠 | 多组分干扰吸光度 | 多波长同步法、比率法 |
| 灵敏度受限 | 微量痕量不适用 | 富集浓缩、荧光增强 |
| 基体干扰多 | 色素、浊度、脂肪影响 | 样品预处理、活性炭吸附 |
| 特异性较低 | 结构类似物干扰定性 | 联合色谱、质谱法确证 |
| 受pH影响 | 电离状态改变吸光特性 | 稳定pH反应体系 |
8. 紫外法在食品添加剂检测过程控制中的应用
| 检测环节 | 主要功能 |
|---|---|
| 原料验收 | 检测纯度与一致性 |
| 生产过程控制 | 实时调整添加剂投料量 |
| 成品放行检测 | 确保符合使用标准限量 |
| 储存与流通环节 | 检测储运过程中添加剂稳定性 |
| 法规监管抽检 | 快速筛查非法或超标添加物 |
9. 紫外法食品添加剂检测技术延伸
9.1 多波长同步方程法
同时测定两个或多个波长吸光度；
解决组分重叠问题；
适用于复合添加剂混合体系。
9.2 导数光谱法
计算一阶、二阶导数吸收曲线；
增强微弱吸收信号；
提高复杂体系下组分识别能力。
9.3 流动注射-紫外联用
9.4 紫外-色谱联用（HPLC-UV）
色谱分离后紫外检测；
适用于复杂食品基体中痕量添加剂定量；
广泛应用于送检实验室与法规检测平台。
10. 紫外法食品添加剂检测在法规标准中的应用实例
| 标准编号 | 检测内容 | 紫外波长 |
|---|---|---|
| GB 5009.28 | 食品中苯甲酸测定 | 230 nm |
| GB 5009.29 | 食品中山梨酸测定 | 255 nm |
| GB 5009.109 | 食品中色素测定 | 427–508 nm |
| GB 5009.169 | 维生素C测定 | 245 nm |
| GB 5009.171 | 维生素E测定 | 292 nm |
11. 紫外法食品添加剂检测在实验室智能化建设中的作用
11.1 标准曲线数据库建设
建立各常见添加剂标准曲线库；
快速调用标准文件匹配测定。
11.2 智能判别模型训练
AI训练吸收光谱与非法添加识别模型；
实现快速初筛与预警系统。
11.3 联网监控系统整合
紫外检测平台与生产线数据系统联动；
支撑添加剂投料过程智能管理。
11.4 移动快检平台开发
手持式紫外光度仪开发；
适合市场监管、流通环节、边检等现场执法使用。
12. 结语
紫外分光光度法在食品添加剂检测领域，凭借其快速、简便、经济、高通量等特点，已成为各类食品安全实验室与生产企业质量控制体系的重要检测工具。虽然紫外法在特异性、灵敏度与复杂体系分辨力方面存在一定局限，但通过多波长分析、导数光谱法、流动注射技术与色谱联用系统的应用，其分析能力与应用范围正不断拓展。未来，伴随人工智能、大数据建模与移动检测平台的发展，紫外法将继续在食品安全检测智能化、自动化与快速应急体系中发挥重要技术支撑作用。
