食品在加工过程中，为了保持食品的有效期和色泽度，往往会加入一定量的食品添加剂。亚硝酸盐是火腿肠等各种肉制品中常用的护色剂和防腐剂，适量的亚硝酸盐可以使相关食品保持良好的色泽度，延长保存期。然而，亚硝酸盐在一定的条件下能够在人体内转化为亚硝胺类物质，这类物质具有很强的致癌作用。此外，过多地摄入亚硝酸盐，还会降低血液的携氧功能，导致组织缺氧，甚至引发中毒事件。我国《食品添加剂使用标准》GB2760-2014规定，在肉制品中亚硝酸盐的最大使用量不得超过150mg/kg，其残留量不得超过30mg/kg。因此，对食品中亚硝酸盐的含量检测已经成为食品质量安全的重要参考指标。

目前，亚硝酸盐的检测方法主要有离子色谱法、紫外分光光度法、高效液相色谱法、毛细管电泳法和流动注射法等方法。对于食品中痕量亚硝酸盐类物质的检测，实验室的检测流程相当复杂，需要经一系列的提取、过滤、固相萃取净化、衍生、富集等步骤，前处理的复杂程度会导致检测结果风险的增加。尽管上述检测方法准确可靠，可以作为执法鉴定的依据，然而这些方法的前处理过程大多步骤繁琐，而且相关检测仪器昂贵、体积笨重、操作复杂，无法满足政府职能部门进行现场执法的快检需求。因此，发展一种高灵敏、准确可靠且简单的现场快速检测仪器和方法，提高相关市场监管部门的现场应急能力具有非常重要的现实意义。

拉曼光谱能够提供分子的指纹信息数据，它是对物质定性的重要光谱技术之一，然而其检测灵敏度不高，因此在痕量有害成分的鉴定中应用较少。借助于纳米结构金属基底的表面等离激元诱导的表面电磁场的增强效应，表面增强拉曼光谱（SERS）可将待测目标物的信号放大数百万倍。相比于色谱和质谱等方法，SERS光谱的最大优势在于检测速度快，仪器携带方便，且操作步骤简单。因此，结合拉曼光谱的指纹图谱特点，发展出操作简便和可靠的前处理技术，可以将SERS光谱技术发展成为一种现场快检技术，用于食品安全检测领域。

本文提出了一种基于便携式拉曼光谱仪的快速检测方案，作为一种对食品中亚硝酸盐的预检筛查手段，前处理步骤相对简单，耗时较短，可以大大缩短相关职能部门的抽检时间，提高工作效率；由于其筛查速度是标准方法的数倍，仅需采用标准方法对少量阳性检出样品进行定量复测，因此还可以促进相关职能部门提高抽检频率，从而保证食品的质量安全。

一、实验部分

1、材料

氯金酸（HAuCl4）、柠檬酸钠、硼砂、亚铁氰化钾、乙酸锌、对氨基苯磺酸、盐酸奈乙二胺等试验中所用试剂皆为分析纯（上海国药），水溶液皆用超纯水配置（Millipore）。

2、SERS增强活性的金纳米粒子的制备和表征

金纳米粒子由厦门市普识纳米科技有限公司提供，粒径约为55nm，利用经典的柠檬酸钠还原HAuCl4的方法合成而得。制备过程如下：1.2mL1%柠檬酸钠迅速加入到含有1mmol/LHAuCl4的100mL沸水溶液中，并继续剧烈搅拌40min，从而得到红色粒径在55nm左右的金纳米溶胶。

3、实际样品的前处理和SERS检测

样品的前处理采用锌盐沉淀蛋白方法进行提纯，并在亚硝酸盐与盐酸奈乙二胺衍生化后，结合SERS检测的特点进行优化。对于香肠等固体样品，基本步骤如下：①取2g样品于25mL塑料烧杯，加入5mL的硼砂溶液，超声5min。②取1mL上清液，分别加入200μL1%亚铁氰化钾和200μL2%乙酸锌溶液，以6000r/min转速离心2min。③取上层清液1mL，先后各加入200μL的0.4%对氨基苯磺酸和0.2%盐酸奈乙二胺溶液，静置5min，待用。整个前处理过程不超过15min。对于酒品和饮料等液体样品，前处理可略去①和②，直接进行衍生化步骤，处理时间可控制在10min以内。

SERS检测步骤如下：取200µL样品，与50µLpers-C1增强助剂（厦门市普识纳米科技公司提供）、50µL金溶胶混合5s后开始拉曼测试，谱图采集时间为2～5s。

4、拉曼光谱仪分析

文中SERS谱图皆于B&WTEK公司的iRaman拉曼光谱仪上完成。该仪器的激光波长为785nm，功率为275mW，10倍物镜下达到样品表面的激光光斑大小约为80µm。

二、结果与讨论

1、可行性分析

图1给出不同浓度的亚硝酸钠加标的香肠样品经上述前处理过程后得到的水溶液的SERS谱图，前处理加分析的总测试时长不超过15min。从图中可以观察到：无亚硝酸盐香肠样品的SERS谱图中，在300～1700cm-1区间，除了位于456和471cm-1的两个相对明显的谱峰外，基本表现为无信号的背景曲线。加标30mg/kg亚硝酸盐后，SERS谱图上可清晰观察到1118、1143、1161、1194、1306、1329、1384、1419和1588cm-1等位置处的尖锐谱峰。随着亚硝酸盐的加标浓度提高到50和100mg/kg水平时，这些谱峰的拉曼强度迅速提高。对照10mg/kg标准样品及空白样本的SERS谱图，可以确认这些谱峰皆来自于香肠样品中添加的亚硝酸盐，主要归功于亚硝酸盐衍生化后得到的偶氮产物中苯环和N=N的不同振动模式的贡献。尽管更明确的谱峰归属指认有待于进一步的理论计算模拟，但是图中所展示的谱峰强度的浓度依赖性及与空白样本的比对结果表明，SERS方法实现了加标样品中亚硝酸盐的快速、定性和半定量检测。

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