《食品科学》：广西民族大学严军教授等：薄层色谱-表面增强拉曼光谱技术定量检测辣椒制品中的4种苏丹红染料

辣椒制品因其特殊的风味而成为广受人们欢迎的食物。一直以来，关于辣椒制品掺假、染色等食品安全问题备受关注，其中利用苏丹红染料对辣椒及其相关制品进行非法染色的问题一直是关注和监管的重点。苏丹红染料是一类用于给蜡、碳氢化合物溶剂和皮革制品等上色的合成着色剂，其具有强烈的红橙色，且价格便宜。但是，苏丹红类染料的偶氮基团会释放苯胺，能引起肝肾损伤、过敏反应、生殖损伤等，并具有强致癌性，被国际癌症研究机构列为三级致癌物。

表面增强拉曼光谱（SERS）凭借其高灵敏度、无损检测、结构信息丰富等特点，在医疗卫生、环境安全、食品安全等领域得到广泛应用。薄层色谱（TLC）是一种可以分离多种成分混合物的色谱分析方法，具有操作简单、分离速度快等优点。TLC-SERS检测策略结合了TLC的分离能力和SERS的高灵敏度，已成功用于谷物中农药残留、食品中非法添加剂等领域的研究。

广西民族大学化学化工学院的丛阳、苏日辉、严军*等人研究利用TLC-SERS技术建立苏丹红I～IV染料的现场快速检测方法，并对火锅底料、辣椒粉2 种辣椒制品中的苏丹红I～IV染料进行同时定量检测，旨在为食品安全监管提供技术支撑，降低健康风险。

01

材料表征

如图4a所示，没有负载Ag NPs的TLC板表面较为光滑，当Ag NPs负载到TLC板上以后（图4b）可以明显观察到密集排列的Ag NPs。如图4c所示，367.78 eV和373.78 eV处的峰信号分别归因于Ag 3d3/2和Ag 3d5/2，自旋和轨道耦合之间相差6 eV证实了Ag NPs在TLC板上被成功组装。此外，如图4d所示，420 nm波长处的吸收峰可归因于Ag NPs的局域表面等离子体共振，进一步证实了Ag NPs的存在。

02

TLC-SERS实验条件优化

Ag NPs的间隙会形成强电场的等离子体共振效应，生成SERS热点，从而增强拉曼信号，提高检测灵敏度。为了得到最佳拉曼增强效果，通过调节AgNO3浓度对Ag NPs的生长进行优化。如图5a所示，在加入质量分数为1% AgNO3时，拉曼增强效果最佳。加入1.2%和1.5%时增强效果降低，这可能是过多的Ag NPs导致团聚，从而降低了SERS强度。反之，当AgNO3水平较低时，形成的Ag NPs较少，同样无法产生好的增强效果。

本研究利用R6G作为探针分子对TLC-SERS方法进行条件优化。根据文献报道，R6G在1 183、1 363、1 510、1 571cm -1 和1 650 cm -1 处的光谱带对应于芳香苯环的C—C拉伸振动，在613 cm -1 和771 cm -1 处的峰可归因于腺嘌呤骨架C—H平面内和平面外的弯曲振动。如图5b所示，R6G的上述拉曼峰均在本实验中出现，说明TLC-SERS基底具有可靠的增强效果且未引入明显干扰信号。

首先考察Ag NPs滴加体积对增强效果的影响，如图5c所示，滴加1.0 μL时SERS增强效果最佳。当滴加体积为0.5 μL时，由于Ag NPs数量太少，导致热点不足，进而影响增强效果，而当体积大于1 μL时，Ag NPs数量太多，导致将目标分子掩埋，因此拉曼效果降低。

如图5e所示，冷冻处理对于SERS增强有显著提高效果。Fukunaga等的研究表明通过对TLC展开板进行冷冻处理可以有效提高TLC-SERS的增强效果。冷冻提升增强效果可以归因于当溶液冻结时，溶质从冰晶中释放出来，在晶界空间以冷冻浓缩溶液（FCS）的形式富集。FCS中较高的分析物浓度提高了SERS的灵敏度。此外，金属纳米颗粒被集中在FCS中，有利于待测物进入基底的SERS增强区域。

利用R6G考察TLC-SERS基底的信号均匀性，在硅板上随机选取15 个点进行SERS测定，结果如图5b所示，15 条SERS光谱具有高度一致性，613 cm -1 处SERS峰强度的相对标准偏差（RSD）约为4.32%，表明本方法具有良好的信号均匀性。

由图5可知，

SERS

Raman

SERS

Raman

03

苏丹红I～IV模拟样品的TLC-SERS检测结果

苏丹红染料是致癌物和致畸物，国际癌症研究机构和欧洲食品安全局将苏丹红（苏丹红I、II、III、IV）归类为3 类致癌物。然而，近年来仍有报道显示苏丹红作为着色剂被非法添加到火锅底料、辣椒粉、辣椒油、香肠和红辣椒酱等食品中。因此，本研究选择苏丹红I～IV进行TLC-SERS同时定量检测，且对苏丹红I～IV染料的检测限均可达到1 mg/L。

苏丹红I的特征峰分别位于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 （图6a），其中，728 cm - 1 为苯环的C—H振动峰；845 cm - 1 对应于苯环的扭转振动；987 cm - 1 为苯氮的＝N—H伸缩振动峰；843 cm - 1 为C—N的伸缩振动峰；1 179、1 230 cm - 1 和1 340 cm - 1 对应环内变形，还伴随N—C拉伸振动、C—H面内摆动；1 383 cm - 1 为CH3—H伸缩振动峰；1 596 cm - 1 为苯环骨架的伸缩振动峰。其所选取的定量特征峰为1 597 cm - 1 ，决定系数

R

2

如图6b所示，苏丹红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 是萘环的呼吸振动峰；1 095、1 152 cm - 1 和1 230 cm - 1 为C—H面内摆动峰。其所选取的定量特征峰为1 230 cm - 1 ，决定系数

R

2

如图6c所示，苏丹红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 是萘环的呼吸振动峰；1 135、1 181 cm - 1 和1 230 cm - 1 对应C—H面内摆动；其中SERS最强峰1 135 cm - 1 为萘环C—H和O—H的面内摆动峰；1 390、1 416、1 441、1 497 cm - 1 和1 597 cm - 1 是N＝N面内的伸缩振动峰，还伴随苯环和部分C＝C伸缩振动；1 597 cm - 1 为苯环骨架的伸缩振动峰。其所选取的定量特征峰为1 597 cm - 1 ，决定系数

R

2

如图6d所示，苏丹红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 是萘环的呼吸振动峰；1 098 cm - 1 和1 229 cm - 1 是C—H的面内摇摆峰；1 388 cm - 1 为CH3—H伸缩振动峰；1 489 cm - 1 为C＝C伸缩振动峰，还伴随着C—H面内摆动峰、O—H面内摆动峰；605 cm - 1 为苯环骨架的伸缩振动峰。其所选取的定量特征峰为1 489 cm - 1 ，决定系数

R

2

04

真实样品检测

本实验选择辣椒粉和火锅底料作为样品进行模拟检测。火锅底料及辣椒粉样品按照1.3.3节方法进行处理并测得其SERS光谱，如图7所示。由于样品未经净化处理，存在的其他物质导致样品的光谱峰形发生变化。苏丹红I～IV所选取的定量特征峰分别为1 597、1 230、1 597 cm-1和1 489 cm-1。通过加标回收实验考察TLCSERS方法的准确度，从表1可以看出，加标质量浓度为1 mg/L的样品火锅底料中苏丹红I～IV染料的加标回收率为89.8%～93.0%（

n

n

n

n

n

05

讨论与结论

本研究以TLC板作为基底通过物理沉积Ag NPs的方法构建TLC-SERS检测平台，通过结合TLC和SERS的优势，建立了对辣椒制品中苏丹红I～IV的同时定量检测方法。研究显示，使用质量分数为1% AgNO3配制的Ag NPs，在冷冻条件下沉积Ag NPs体积为1.0 μL时具有最佳增强效果，对苏丹红I～IV染料的检测限均可达到1 mg/L。在与其他文献进行比较后发现，绝大部分研究对苏丹红真实样品的检测限均在1 mg/L左右，例如罗文松等利用以银胶滤膜为基底的拉曼光散射光谱法分析辣椒油中是否含有苏丹红I，其检测限为0.1 g/L。马兵兵使用悬汞电极线性扫描伏安法测定苏丹红II标准样品，该方法检测限为4.6 mg/kg。本研究所采用的方法相较于传统的色谱方法略有不足，但与现有的方法相比具有成本较低、使用便携、选择性好、检测时间短的优点，具有一定的应用前景。

引文格式：

丛阳, 苏日辉, 杨绍鑫, 等. 薄层色谱-表面增强拉曼光谱技术定量检测辣椒制品中的4 种苏丹红染料[J]. 食品科学, 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.

实习编辑：李杭生；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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