食品添加剂如何用紫外法检测？
一、引言
食品添加剂赋予食品良好的口感、色泽、保鲜期及加工性能，如防腐剂、甜味剂、色素、抗氧化剂、增稠剂、营养强化剂等。为确保添加剂在允许范围内合理使用，需配备高效、灵敏、准确的检测方法。紫外分光光度法凭借其实用性强、方法成熟，已成为食品安全检测体系中的重要技术手段，尤其在常规监管与企业内部质量控制中广泛应用。
二、紫外法检测食品添加剂的基本原理
2.1 紫外吸收的物理基础
紫外吸收源于分子中的价电子跃迁：
| 跃迁类型 | 典型官能团 | 吸收区间 |
|---|---|---|
| π → π* | 芳香环、共轭双键 | 200–400 nm |
| n → π* | 羰基、腙、硝基等 | 200–400 nm |
多数食品添加剂分子中存在这些发色团，因此在紫外区具有明显吸收特征。
2.2 定量依据
朗伯-比尔定律是紫外法定量基础：
A=ε⋅c⋅lA = \varepsilon \cdot c \cdot lA=ε⋅c⋅l
其中：
A 为吸光度；
ε 为摩尔吸收系数；
c 为溶液浓度；
l 为光程长度（一般为1 cm）。
三、食品添加剂紫外检测的技术路线
3.1 直接吸收法
适用条件：待测物本身具有强紫外吸收。
特点：前处理简单，测量快速，重复性好。
3.2 显色反应法
适用条件：本身吸收弱或存在干扰。
方法：通过显色剂反应增强吸收信号。
常用于色素、防腐剂、甜味剂等痕量检测。
四、紫外法在食品添加剂检测中的具体应用
4.1 防腐剂类检测
苯甲酸
λmax：230 nm；
直接吸收法；
用于饮料、罐头、调味品检测。
山梨酸
λmax：255 nm；
直接吸收法；
适合乳制品、果蔬制品。
对羟基苯甲酸酯类（Parabens）
λmax：254 nm；
多波长吸收用于区分不同酯类。
4.2 甜味剂类检测
糖精钠
λmax：268 nm；
直接吸收法；
适用于糖果、饮料、糕点检测。
阿斯巴甜
λmax：210–220 nm；
稀释后直接测定，注意背景纯净度。
4.3 色素类添加剂检测
柠檬黄
λmax：427 nm；
直接法定量；
广泛应用于果冻、饮料等。
日落黄
λmax：480 nm；
可见光区直接检测；
适合糖果、调味品检测。
诱惑红
λmax：508 nm；
着色剂标准检测方法之一。
4.4 抗氧化剂类检测
丁基羟基甲苯（BHT）
λmax：278 nm；
适合油脂制品、焙烤食品检测。
丁基羟基茴香醚（BHA）
λmax：290 nm；
适用于油脂稳定性监控。
4.5 营养强化剂检测
维生素C
λmax：245 nm；
直接测定广泛用于果汁、乳品强化产品。
维生素E
λmax：292 nm；
乙醇溶液检测，适合油脂食品强化剂分析。
4.6 非法添加物初筛
如工业染料、激素类非法添加；
通过全谱扫描发现异常吸收峰；
配合标准库对比与后续色谱、质谱确认。
五、紫外分光光度计在食品添加剂检测中的具体操作流程
5.1 样品处理
均质、稀释；
脂溶成分萃取（如色素、脂溶维生素）；
去除蛋白、脂质等基体干扰；
过滤澄清样品。
5.2 光谱扫描
190–800 nm全谱扫描确认λmax；
确定最佳检测波长区间。
5.3 标准曲线制备
制备标准溶液系列；
测定吸光度绘制标准曲线；
建立浓度-吸光度线性模型。
5.4 样品测定与浓度换算
按标准曲线回归公式计算样品中添加剂浓度。
六、紫外法检测食品添加剂的技术优势
| 技术优势 | 具体表现 |
|---|---|
| 操作简单 | 前处理相对简单 |
| 成本低廉 | 仪器与试剂消耗成本小 |
| 测定速度快 | 单个项目通常10分钟以内 |
| 重复性好 | 吸光度稳定性高 |
| 适用广泛 | 多类防腐剂、甜味剂、色素等均可适用 |
| 易于自动化 | 支持连续样品快速批量分析 |
七、紫外法检测食品添加剂的技术局限
| 技术局限 | 主要问题 | 解决对策 |
|---|---|---|
| 灵敏度有限 | 痕量添加剂检测能力弱 | 增加样品预浓缩步骤 |
| 专一性不足 | 多成分吸收重叠 | 多波长同步法、比值法 |
| 背景干扰 | 色素、浊度影响吸光度 | 样品去色净化处理 |
| 取代基影响 | 不同衍生物λmax略有漂移 | 全谱扫描确认峰位 |
| 复杂基体干扰 | 高糖、高盐、高脂产品复杂基质 | 前处理净化步骤优化 |
八、紫外法在食品安全法规中的应用示例
| 国家标准 | 检测项目 | 波长 |
|---|---|---|
| GB 5009.28 | 苯甲酸 | 230 nm |
| GB 5009.29 | 山梨酸 | 255 nm |
| GB 5009.109 | 食品着色剂 | 427–508 nm |
| GB 5009.169 | 维生素C | 245 nm |
| GB 5009.171 | 维生素E | 292 nm |
九、紫外法检测食品添加剂在质量控制体系中的应用
9.1 原料采购检验
添加剂原料纯度检测；
确认符合采购质量标准。
9.2 生产过程监控
实时监控添加剂投料量；
防止超量、漏加风险。
9.3 成品放行检测
产品最终质量评估；
确认成品符合标准允许限量。
9.4 法规送检与监督抽检
食品安全监管机构抽样检测；
企业内部自检自查体系支撑。
十、紫外法在食品添加剂检测中常用技术优化手段
10.1 多波长同步分析
通过多波长公式计算去除光谱重叠影响；
适用于复合添加剂产品。
10.2 导数光谱法
计算吸收曲线一阶、二阶导数；
提升小峰、肩峰的检测能力；
增强结构类似物区分能力。
10.3 比率光谱校正法
通过比值计算消除浓度误差；
稳定复杂样本定量精度。
10.4 紫外-色谱联用技术（HPLC-UV）
色谱分离后进行紫外检测；
适用于复杂食品基体中痕量添加剂检测；
提高检测准确性与方法专属性。
十一、紫外法检测食品添加剂未来技术发展趋势
11.1 智能算法模型融合
AI训练紫外光谱数据与成分归属模型；
实现自动识别异常样本；
支持快速筛查与预警系统。
11.2 标准光谱数据库建设
建立完善的食品添加剂光谱特征库；
支持快速样本归属与历史数据追溯。
11.3 在线实时检测系统开发
UV模块嵌入食品生产线；
实时监控添加剂用量；
推动智能化生产过程控制体系建设。
11.4 便携式紫外检测仪开发
支持现场执法抽检；
应用于食品流通市场监管环节；
快速发现非法超标或冒用添加剂行为。
十二、结语
紫外分光光度法作为食品添加剂检测的重要技术，已在食品工业与监管体系中形成完善的应用体系。其经济、快速、简便的优势，使其在常规大批量样本筛查、过程质量控制、法规抽检及风险预警体系中具备极强实用价值。未来，随着智能化算法、复合检测平台、大数据质量管理平台的不断推进，紫外法在食品添加剂检测体系中的智能化、系统化、集成化水平将持续提升，成为食品安全保障体系中的重要技术支撑。
