花椒原产中国,是中式菜肴及中式复合调味品中广泛使用的辛香料。花椒含有丰富的羟基山椒素,它们是引发花椒麻感的关键成分。上述研究论文旨在探索运用表面增强拉曼光谱(SERS)技术实现花椒原料、麻辣火锅底料等不同体系中的羟基山椒素定性定量检测。
研究内容1 花椒原料中羟基山椒素的SERS检测
该研究利用便携式拉曼光谱仪及制备的AuNRs基底采集α-SOH标准品的D-SERS光谱,并根据主要特征峰强度和α-SOH浓度建立α-SOH标准曲线,凭借线性关系、检测限、相对标准偏差等方面的考察,表明该方法具有良好的重现性和稳定性。
进一步使用D-SERS和HPLC方法采集全国26个产地花椒中羟基山椒素的SERS谱图和液相色谱图,定量分析花椒样品中的总羟基山椒素含量,通过对比上述两种方法的检测结果,表明D-SERS方法可用于花椒样品中总羟基山椒素的快速定量分析。相关研究结果发表在Industrial Crops and Products, 2022, 183: 114940 (doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.114940)。
研究内容2 麻辣火锅底料中羟基山椒素的SERS检测及抗干扰策略
火锅底料成分复杂,其中辣味物质对羟基山椒素的SERS信号产生严重干扰,制约了SERS技术在该食品体系下的应用。该研究首先运用模拟计算揭示了火锅底料中辣椒素(CAP)对α-SOH拉曼信号的干扰机理,依此提出了两种解决CAP干扰的前处理方案,即漆酶催化转化和金属-有机骨架(MOF)处理,进一步比较两种方案对α-SOH SERS信号抗干扰的效果,结果表明Fe-BTC MOF表现出显著的抗CAP干扰作用。
研究人员进一步阐述了Fe-BTC材料抗CAP信号干扰的机制:CAP芳香环的运动受到Fe-BTC空间位阻和静电相互作用的约束,CAP芳香环与α-SOH共轭三烯基之间的相互作用被极大削弱,从而提高了α-SOH的SERS信号灵敏度。此外,研究人员将SERS结合Fe-BTC前处理的方案应用于真实火锅底料中α-SOH的检测,验证了该方法定量分析火锅底料中α-SOH的能力。相关研究结果发表在Food Chemistry, 2023, 413: 135644. (doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.135644)。