紫外可见分光光度计在食品检测中的应用探讨

摘 要：紫外可见分光光度计凭借操作简便、分析速度快、灵敏度高、重复性好等特点，在食品检测领域发挥着重要作用，为食品质量安全控制提供了可靠的技术支持。本文简要介绍紫外可见分光光度计的工作原理和应用优势，重点阐述其在食品添加剂定性定量分析、营养成分测定、食品污染物检测以及食品真伪鉴别等方面的应用。

关键词：紫外可见分光光度计；食品检测；添加剂；营养成分；污染物

Exploration of the Application of Ultraviolet Visible Spectrophotometer in Food Detection

LIU Junping

（Shandong Shitong Testing and Evaluation Technology Service Co.， Ltd.， Qingdao 266109， China）

Abstract： Ultraviolet visible spectrophotometer plays an important role in the field of food detection by virtue of its simple operation， fast analysis speed， high sensitivity and good repeatability， and provides reliable technical support for food quality and safety control. This paper briefly introduces the working principle and application advantages of ultraviolet visible spectrophotometer， and focuses on its application in the qualitative and quantitative analysis of food additives， the determination of nutrients， the detection of food contaminants and the identification of food authenticity.

Keywords： ultraviolet visible spectrophotometer; food detection; additives; nutrient composition; pollutant

食品安全不仅关系到人们的身体健康和生命安全，还影响到社会的和谐稳定。随着人们生活水平的不断提高，食品安全问题日益引起社会各界的广泛关注。食品中可能存在的有害物质，如农药残留、重金属、非法添加物等，严重威胁着人们的身体健康[1]。因此，加强食品安全检测，确保食品的质量安全，维护消费者权益，已成为各级政府和相关部门的重要职责。目前，食品检测技术多种多样，包括理化检测、色谱检测、质谱检测、免疫学检测等。其中，紫外可见分光光度计凭借操作简单、分析速度快、灵敏度高、重复性好等优势，在食品检测领域得到了广泛应用。本文将重点探讨紫外可见分光光度计的基本工作原理，分析其在食品添加剂检测、营养成分分析、有害物质检测等方面的应用，以期为食品安全检测提供参考。

1 紫外可见分光光度计的工作原理和应用优势

1.1 工作原理

紫外可见分光光度计是基于物质对紫外-可见光区域的电磁辐射具有选择性吸收的原理而设计的分析仪器。当分子中的价电子吸收了与其能级跃迁相对应的特定波长的光子后，会从基态跃迁到激发态，使分子内部电子云分布发生改变，导致分子结构暂时发生畸变。辐射光通过含有待测物质的溶液时，溶质分子选择性吸收入射光的某些波长，透射光的强度因此减弱[2]。紫外可见分光光度计主要由光源、单色器、样品室、检测器和数据处理系统等部分组成，核心部件是单色器。单色器通过狭缝、透镜、分光元件（光栅或棱镜）和检测器的组合，将复色光分散成不同波长的单色光，并依次照射到样品池中。样品对不同波长光的吸收程度不同，透射光强度也有所差异。检测器将接收的信号转化为电信号，再经放大和数字化处理后，得到样品的吸光度值。根据朗伯-比尔定律，在一定浓度范围内，溶液在特定波长处的吸光度与溶质浓度呈线性关系，因此可以利用特征吸收峰的吸光度定量测定物质的浓度。通过与标准曲线比较或使用归一化法，即可实现物质的定性和定量分析[3]。

1.2 应用优势

①紫外可见分光光度计操作简便，用户只需按照仪器说明书或操作手册的指导进行简单的设置和操作即可。②样品处理要求相对简单，大多数样品经过溶解、稀释、萃取等基本前处理步骤即可进行测试分析，无须复杂的衍生化反应。③分析速度快，通常只需数秒钟即可完成单个样品从扫描到结果输出的整个过程。这一特点使其能够满足食品检测领域中快速筛查和现场分析的需求。④检出限较低、灵敏度高，可检测痕量级别的物质。对于食品中的微量营养素、污染物等目标物质，无须进行预富集即可直接测定，大大简化了分析步骤。⑤重现性和准确度良好，在最佳测定条件下该方法的相对标准偏差一般在1%～3%，且配有自动校准程序，能够保证分析结果的可靠性。

2 紫外可见分光光度计在食品检测中的主要应用领域

2.1 食品添加剂的定性定量分析

紫外可见分光光度计在食品添加剂的定性定量分析中具有重要应用。根据待测添加剂的理化性质，选择合适的前处理方法提取目标物质，常用方法包括溶剂萃取、固相萃取、蒸馏等，以去除样品基质中的干扰成分。提取液经过滤、浓缩和定容后，即可进行光度分析。在仪器分析阶段，需要先通过全波长扫描或查阅文献资料确定添加剂的最大吸收波长，作为定量测定的分析波长。之后配制不同浓度的标准溶液，在最大吸收波长下测定其吸光度值，绘制标准曲线。将待测样品在相同条件下测定吸光度，代入标准曲线方程即可计算出添加剂含量。若需进一步确定添加剂的种类，可将样品的吸收光谱与标准物质光谱进行比对，根据特征吸收峰的位置和强度信息实现定性分析。整个分析过程中应严格控制实验条件，优化样品前处理方法和仪器测定参数，以保证分析结果的准确性。

郭群等[4]应用美国Perkin Elmer公司的LAMBDA-35型紫外分光光度计对日落黄和柠檬黄两种食用合成色素的紫外光谱进行了试验研究，结果发现日落黄溶液的最大吸收波长为482 nm，柠檬黄的最大吸收波长为426 nm，并分别建立了日落黄溶液、柠檬黄溶液浓度与其吸光度的线性拟合预测模型，预测模型的相关系数分别为0.994 8、0.997 3，为今后合成色素含量分析奠定了基础。

2.2 食品中营养成分的测定

紫外可见分光光度计在食品营养成分的测定中应用广泛。食品中的常见营养成分，如蛋白质、维生素、矿物质等，大多具有特定的紫外或可见光吸收特性，因此可以利用紫外可见分光光度计对其进行定量分析。根据待测营养成分的性质，选择合适的前处理方法将其从食品基质中提取出来，常见的方法包括酸碱提取、酶解、沉淀分离等。提取液经过滤、定容后，即可进行光度测定。测定时，需要根据营养成分的结构特点，选择合适的显色剂或衍生试剂，使其形成具有特定吸收峰的有色化合物。之后在该化合物的最大吸收波长处，测定一系列标准溶液的吸光度，绘制标准曲线。将待测样品在相同条件下显色并测定吸光度，代入标准曲线即可计算出营养成分的含量。需要注意的是，由于食品基质复杂，样品前处理和显色过程中可能存在干扰因素，因此需要采取必要的措施，如加入掩蔽剂、提高选择性等，以消除干扰，提高测定的准确性。

李元玲等[5]基于维生素C溶液的最大吸收波长为246 nm，建立了利用紫外分光光度计测定新鲜蔬菜中维生素C含量的方法。该方法的线性范围为1.0～10.0 μg·mL-1，检出限为0.05 μg·mL-1，样品回收率为99.9%～101.2%，相对标准偏差小于5%。这种方法操作简便、准确、快速，适用于蔬菜中维生素C含量的测定。薛晓丽等[6]采用UV-1700紫外-可见分光光度计对蜂胶胶囊中总黄酮的含量进行测定，结果表明蜂胶胶囊中总黄酮含量的平均值为198 mg·g-1，相对标准偏差的平均值为1.83%，加样回收率为99.64%。这说明紫外可见分光光度法是检测蜂胶中总黄酮含量的一种有效、可行、简便的方法。

被营养学会列为15种营养元素之一的硒具有重要营养价值。硒元素在我国以Na2SeO3形式加入食盐加以普及，用来预防某些疾病，但Na2SeO3过量时会有毒副作用，所以准确测定食盐中的硒含量显得尤为重要。陈爱敏[7]改进和完善了用紫外分光光度计测定食盐中硒的方法，即室温下硒与邻苯二胺配位生成黄色配合物，用环己烷萃取后，在最大吸收波长330 nm处测定其吸光度，结果表明硒含量在0.40～2.00 g·mL-1线性关系良好，优化条件下测定硒盐中硒的含量获得了满意结果。

2.3 食品污染物的检测

食品中可能存在的有毒有害物质，如重金属、农药残留、非法添加物等，严重威胁人体健康。这些污染物大多能够与特定试剂形成有色络合物或衍生物，在紫外可见光区产生选择性吸收，因此可以利用紫外可见分光光度法对其进行灵敏检测。①根据污染物的理化性质，选择合适的前处理技术，如固相萃取、液液萃取、微波消解等，将目标物质从复杂基质中分离富集。经过净化、浓缩和定容等步骤后，待测液即可上机分析。②向待测液中加入显色剂，使污染物衍生为具有特征吸收的有色物质。通过波长扫描，确定其最大吸收波长，并在该波长下测定吸光度。同时，配制不同浓度梯度的标准溶液，在最大吸收波长处测定其吸光度，得到标准曲线。③将样品溶液的吸光度代入标准曲线方程，即可求出污染物的含量。为保证分析结果的准确性，应优化实验条件，如显色剂用量、反应时间、pH值等，并采用基体加标、标准添加等方法校正基体效应的影响。

目前。紫外可见分光光度法被广泛应用于食品中硝酸盐的测定。在实际应用中，该方法能够排除亚硝酸盐的干扰，得到准确和灵敏的测定结果。例如，张社等[8]运用一阶导数紫外分光光度法直接测定食品中的硝酸盐，结果表明该方法的最低检出限为2 ng·mL-1，灵敏度较高，加标回收试验和盲法测标准品试验均表明准确度良好，说明该方法可作为今后测定食品中硝酸盐的参考方法。

另外，陈竞秀[9]采用干法灰化用酸溶解的消解方式对样品进行前处理，用紫外分光光度法测定其中铝的残留量，测定结果的相对标准偏差为2.39%，回收率为89.7%～103.0%。该方法对仪器要求不高，操作简单，干扰小，周期短，在批量检测食品铝残留量的方面具有广阔的应用前景。

2.4 食品真伪鉴别

紫外可见分光光度计在食品真伪鉴别中的具体应用流程如下。根据食品特性选择合适的样品前处理方法，如溶剂提取、酸碱水解、酶解等，将食品中的特征成分提取出来。提取液经过滤、净化和定容后，即可使用紫外可见分光光度计进行全波长扫描，得到样品的紫外-可见吸收光谱。通过比较真品与待测样品的吸收光谱差异，初步判断样品的真伪。进一步地，可选择真品的特征吸收峰，测定一系列不同浓度梯度的标准溶液的吸光度，绘制标准曲线。将待测样品在相同波长下的吸光度代入标准曲线，即可定量分析关键成分的含量，关键成分含量的显著差异可作为鉴别真伪的依据。同时，应用化学计量学方法，如主成分分析、聚类分析等，对多批次真品和待测样品的光谱数据进行建模比对，可实现真伪鉴别快速化、自动化。整个鉴别过程中，应优化样品提取条件，选择合适的特征波长，控制仪器稳定性，并采用多批次真品建立可靠的判别模型，以提高真伪鉴别的准确性和可靠性。

在实际应用中，利用紫外可见分光光度计对苏州市区餐饮单位采集的食用油样品进行快速检测，结果显示该方法能有效地检测地沟油、煎炸油和火锅红油，在盲样考核中准确率达98.3%，但检测混合油品时假阴性率较高[10]。

3 结语

紫外可见分光光度计作为一种重要的分析仪器，凭借操作简便、分析速度快、灵敏度高、重复性好等优势，在食品检测领域发挥着不可替代的作用。从食品添加剂的定性定量分析、营养成分的测定，到食品污染物的检测和食品真伪的鉴别，紫外可见分光光度计都展现出了广阔的应用前景。随着检测技术的不断发展，紫外可见分光光度计与化学计量学、人工智能等新技术的结合将进一步提升其检测能力和应用范围。未来，通过优化检测方法、提高仪器性能、开发新型检测试剂等手段，紫外可见分光光度计将在食品安全检测领域发挥更大的作用，为保障食品质量安全提供更加可靠的技术支持。

参考文献

[1]王婷，焦慧扬.紫外可见分光光度计全项目检定步骤及相关注意事项[J].仪器仪表标准化与计量，2024（5）：26-28.

[2]严子翔.紫外可见分光光度计检定中的误差分析与控制[J].品牌与标准化，2024（1）：213-215.

[3]张弘.紫外可见分光光度计波长示值误差测量结果不确定度评定[J].中国计量，2023（1）：96-97.

[4]郭群，杜艳红，张李文，等.紫外分光光度法测定合成色素日落黄和柠檬黄[J].农技服务，2016，33（14）：18-19.

[5]李元玲，贺龙强.紫外分光光度法测定新鲜蔬菜中维生素C的含量[J].焦作大学学报，2011，25（3）：93-94.

[6]薛晓丽，李林.紫外-可见分光光度法测定蜂胶胶囊中总黄酮含量的探讨[J].吉林农业科技学院学报，2009，18（2）：4-6.

[7]陈爱敏.紫外可见分光光度法测定食盐中硒（Ⅳ）含量[D].保定：河北大学，2014.

[8]张社，李绍良，王蓉.一阶导数紫外分光光度法直接测定食品中的硝酸盐[J].中国卫生检验杂志，2000，10（1）：63-65.

[9]陈竞秀.干灰化法-紫外可见分光光度法测定食品中铝的残留量[J].福建分析测试，2020，29（2）：34-38.

[10]陆仲寅，刘芳，宗群，等.长程紫外分光光度法快速鉴别地沟油、煎炸油、火锅红油[J].中国食品卫生杂志，2015，27（2）：136-139.

作者简介：刘君萍（1990—），女，山东青岛人，本科，工程师。研究方向：食品检测（理化）。