8-羥基喹啉作為顯色劑在食品添加劑快速篩查中的實踐

食品添加劑的合規使用是保障食品安全的關鍵，但非法添加（如過量使用重金屬鹽、違規添加非食用化學物質）或濫用（如超范圍使用防腐劑、色素）易引發健康風險。快速篩查技術因“操作簡便、成本低、檢測周期短”的優勢，成為食品添加劑監管的重要前置手段。8-羥基喹啉（8-Hydroxyquinoline，簡稱 8-HQ） 作為一種經典螯合型顯色劑，可與多種金屬離子（如 Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺）及部分有機化合物形成穩定的有色螯合物，憑借“特異性強、顯色反應快速、檢出限適配篩查需求”的特性，在食品添加劑（尤其是金屬類添加劑、防腐劑）的快速篩查中展現出顯著實踐價值，為基層監管與企業自檢提供高效技術支撐。

一、顯色原理與優勢：為何適配食品添加劑快速篩查？

8-羥基喹啉的分子結構中含“羥基（-OH）”與“喹啉環”，羥基的氧原子、喹啉環的氮原子可通過配位鍵與目標物質（主要為金屬離子）形成五元或六元螯合環，同時分子內 π-π 共軛體系發生變化，使螯合物呈現特定顏色，這是其作為顯色劑的核心原理。相較于其他顯色劑（如鄰菲啰啉、雙硫腙），8-羥基喹啉在食品添加劑快速篩查中具有三大適配優勢：

（一）廣譜螯合性與高特異性平衡

8-羥基喹啉可與 20余種金屬離子發生顯色反應，覆蓋食品中常見的金屬類添加劑或污染物（如作為膨松劑的硫酸鋁鉀、作為護色劑的硫酸銅、作為營養強化劑的硫酸亞鐵），同時對不同離子的顯色具有特異性 —— 例如，與 Al³⁺在pH4.0-5.0時形成黃綠色螯合物（最大吸收波長 405nm），與 Fe³⁺在pH8.0-9.0時形成橙紅色螯合物（最大吸收波長 510nm），與 Cu²⁺在pH6.0-7.0時形成藍綠色螯合物（最大吸收波長 620nm）。這種“廣譜覆蓋+特異性顯色”的特性，可通過調節pH值實現多目標物質的同步或分步篩查，避免單一顯色劑需多次更換的繁瑣操作。

（二）顯色反應快速且穩定性高

食品添加劑快速篩查對檢測效率要求極高（通常需 30分鐘內完成），8-羥基喹啉與金屬離子的螯合反應在常溫下即可快速進行，反應完全時間僅需 5-10分鐘（如檢測食品中的鋁離子，添加8-羥基喹啉后 10分鐘內顯色達到穩定）；且形成的螯合物穩定性強，在避光條件下可保持2小時以上顏色不褪色（如 Cu²⁺-8-HQ 螯合物的吸光度變化率＜5%/2h），無需快速連續測定，適配基層實驗室或現場篩查的操作節奏。

（三）抗干擾能力適配食品復雜基質

食品基質復雜（含蛋白質、脂肪、碳水化合物、有機酸等），易對顯色反應產生干擾（如蛋白質與金屬離子結合導致顯色不完全）。8-羥基喹啉的螯合能力強（穩定常數 logKf：Al³⁺-8-HQ 為 20.6，Fe³⁺-8-HQ 為 26.3），可競爭性結合金屬離子，減少基質中其他成分的干擾；同時，通過簡單的前處理（如沉淀蛋白質、調節pH值）即可進一步降低干擾 —— 例如，檢測乳制品中的鋁離子時，加入三氯乙酸沉淀蛋白質后，8-羥基喹啉仍可與鋁離子高效螯合，顯色效果不受影響，檢出限可達0.5mg/kg，滿足 GB 2760《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》中鋁的限量要求（如小麥粉及其制品中鋁殘留量≤100mg/kg）。

二、在食品添加劑快速篩查中的實踐場景

結合食品添加劑的類型（金屬類、有機類）與食品基質特性，8-羥基喹啉的篩查實踐主要集中在“金屬離子類添加劑篩查”“防腐劑降解產物篩查”兩大場景，通過優化前處理與顯色條件，實現高效快速檢測。

（一）金屬離子類食品添加劑的快速篩查

食品中常用的金屬離子類添加劑（如鋁、銅、鐵）的過量使用或違規添加是監管重點，8-羥基喹啉可通過“分步調節pH值+目視比色/便攜式光度計檢測”實現快速篩查，典型實踐案例如下：

1. 食品中鋁離子（硫酸鋁鉀、硫酸鋁銨）的篩查

硫酸鋁鉀（明礬）作為膨松劑常用于油條、粉條、面包等食品，過量攝入鋁會導致神經系統損傷，GB 2760明確限制其使用范圍與殘留量。8-羥基喹啉篩查流程如下：

樣品前處理（15 分鐘）：取 5.0g 粉碎后的樣品（如油條），加入 20mL 硝酸（1+1，體積比），置于沸水浴中消解 30分鐘（或用微波消解儀快速消解5分鐘），冷卻后用氫氧化鈉溶液調節pH至 4.0-5.0，加入 5mL 三氯乙酸溶液（100g/L）沉淀蛋白質，離心（4000r/min，5 分鐘）取上清液，定容至 50mL；

顯色反應（10分鐘）：取 5mL 上清液于比色管中，加入 2mL8-羥基喹啉乙醇溶液（10g/L），搖勻后靜置 10分鐘，若溶液呈現黃綠色，則表明可能含有鋁離子；

定性/半定量判斷：與鋁離子標準比色系列（0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L）對比，通過顏色深淺判斷鋁含量范圍 —— 若顏色深于 1.0mg/L 標準管，需進一步用便攜式光度計在 405nm 處測定吸光度，計算鋁殘留量（篩查檢出限0.5mg/kg，可滿足限量標準的預警需求）。

該方法已在基層監管中廣泛應用，如對早餐店油條的快速抽檢，單個樣品從處理到出結果可在 30分鐘內完成，大幅提升篩查效率。

2. 食品中銅離子（硫酸銅）的篩查

硫酸銅作為護色劑、穩定劑用于果蔬罐頭、葡萄酒等食品，過量使用會刺激胃腸道，GB 2760規定其殘留量≤5.0mg/kg（以 Cu 計）。8-羥基喹啉篩查流程特點：

前處理簡化：液體樣品（如葡萄酒）無需消解，直接取 10mL 樣品，加入 2mL EDTA-2Na 溶液（50g/L）掩蔽 Fe³⁺、Zn²⁺等干擾離子，用氨水調節pH至 6.0-7.0；固體樣品（如果蔬罐頭）取 5.0g 勻漿，加入 15mL 鹽酸（1+3）浸泡 10分鐘，過濾取濾液，調節pH后備用；

顯色與判斷：加入 1mL8-羥基喹啉溶液，靜置5分鐘，若出現藍綠色沉淀或溶液變藍綠，則提示含銅離子；與標準系列（1.0mg/L、3.0mg/L、5.0mg/L）對比，顏色深于 5.0mg/L 標準管時，判定為疑似超標，需送實驗室用原子吸收光譜法確認。

（二）食品防腐劑降解產物的間接篩查

部分有機防腐劑（如尼泊金酯類、山梨酸鉀）在食品儲存或加工過程中可能降解產生含羥基、羧基的小分子化合物，這些化合物可與8-羥基喹啉通過氫鍵或電荷作用形成有色復合物，實現間接篩查。典型案例為尼泊金酯類防腐劑（對羥基苯甲酸甲酯、乙酯）的篩查：尼泊金酯類作為防腐劑用于飲料、糕點，過量使用可能引發過敏反應，GB 2760規定其總量≤0.05g/kg。其降解產物對羥基苯甲酸可與8-羥基喹啉在酸性條件下形成淺黃色復合物（最大吸收波長 320nm），篩查流程如下：

樣品提取：取 10.0g 樣品（如飲料），加入 10mL 乙酸乙酯渦旋提取5分鐘，離心取上層有機相，旋轉蒸發至近干，用 5mL 乙醇溶解殘渣；

顯色反應：加入 1mL8-羥基喹啉鹽酸溶液（5g/L，pH 2.0），搖勻后靜置 8 分鐘，若溶液呈淺黃色，表明可能含有尼泊金酯類防腐劑（或其降解產物）；

半定量評估：用便攜式紫外光度計在 320nm 處測定吸光度，與對羥基苯甲酸標準系列（10mg/L、20mg/L、50mg/L）對比，計算含量 —— 若對應尼泊金酯總量超過0.05g/kg，判定為疑似超標。

該方法雖為間接篩查，但可快速排查高風險樣品，避免因直接檢測有機防腐劑需復雜色譜設備的局限，適合現場初步篩查。

三、實踐中的關鍵優化與注意事項

8-羥基喹啉在食品添加劑快速篩查中需結合食品基質特性與目標物質差異，進行關鍵條件優化，同時規避操作風險，確保篩查準確性：

（一）關鍵條件優化

pH 值精準調節：pH 值是影響8-羥基喹啉顯色的核心因素 —— 如檢測 Al³⁺需嚴格控制pH4.0-5.0（pH＜4.0時螯合不完全，顏色偏淺；pH＞5.0時 Al³⁺易水解生成氫氧化鋁沉淀，干擾顯色），實踐中建議使用pH計或精密pH試紙（精度0.1）調節，避免憑經驗判斷；

干擾離子掩蔽：食品中的 Fe³⁺、Zn²⁺易與8-羥基喹啉顯色，需針對性掩蔽 —— 檢測 Cu²⁺時用 EDTA-2Na 掩蔽 Fe³⁺，檢測 Al³⁺時用氟化鈉掩蔽 Ca²⁺、Mg²⁺，掩蔽劑用量需嚴格控制（如 EDTA-2Na 濃度過高會與目標離子競爭，導致顯色減弱）；

前處理簡化與效率平衡：針對不同基質優化前處理 —— 液體樣品（飲料、醋）可直接稀釋調節 pH，無需消解；高脂肪樣品（油炸食品）需先用正己烷脫脂，再進行后續處理，避免油脂影響顯色反應（油脂會吸附8-羥基喹啉，導致顏色變淺）。

（二）注意事項

試劑安全性：8-羥基喹啉具有一定毒性（口服 LD50：小鼠約 245mg/kg），操作時需佩戴手套、護目鏡，避免直接接觸皮膚或吸入；試劑需避光儲存（8-羥基喹啉溶液在光照下易氧化變色，影響檢測結果），配置后1周內使用；

定性與定量邊界：8-羥基喹啉快速篩查以“定性/半定量”為主，無法替代實驗室精確檢測（如原子吸收、高效液相色譜）—— 若篩查結果為疑似超標，需按標準方法進一步確認，避免誤判；

基質空白校正：部分食品基質（如深色果蔬汁、醬油）本身具有顏色，會干擾顯色判斷，需做基質空白實驗（取不含目標添加劑的同類食品，按相同流程處理顯色），扣除空白顏色影響。

8-羥基喹啉作為顯色劑在食品添加劑快速篩查中的實踐，核心價值在于“以低成本、高效率實現高風險指標的初步排查”—— 其廣譜螯合性可覆蓋金屬類添加劑，間接篩查能力拓展至有機防腐劑，適配基層監管、企業自檢等場景的需求，尤其在食品生產企業的在線質控（如每批次原料鋁含量篩查）、市場監管部門的突擊抽檢中，可快速縮小風險樣品范圍，降低后續精確檢測的成本。

未來，隨著快速檢測技術的發展，8-羥基喹啉的應用可進一步優化：通過與納米材料（如金納米顆粒）復合，提升顯色靈敏度（檢出限可降至0.1mg/kg 以下）；開發“試紙條+顯色劑”的一體化檢測裝置，實現無需儀器的目視快速判斷（如將8-羥基喹啉固定在試紙條上，樣品滴加后通過顏色變化判斷結果），進一步推動食品添加劑快速篩查向“現場化、便捷化”升級，為食品安全監管提供更高效的技術支撐。

本文來源于黃驊市信諾立興精細化工股份有限公司官網 http://www.autoadvert.cn/