基于纳米纤维素薄膜修饰茚三酮和羧甲基纤维素的脯氨酸检测试剂盒开发及其在天然蜂蜜真伪鉴别中的应用

本研究针对蜂蜜掺假检测难题，开发了一种基于纳米纤维素薄膜修饰茚三酮(Cel/NH/CMC)的比色传感器。通过SEM、FTIR和XRD技术表征材料特性，构建出检测限低至0.2 mg/g的脯氨酸特异性检测体系，成功鉴别6种蜂蜜样本中4种天然蜂蜜。该研究为食品真实性检测提供了简便、低成本的新方法。

　　

蜂蜜作为历史悠久的天然食品，其品质与人体健康密切相关。然而近年来，蜂蜜掺假事件频发，掺假手段日益隐蔽，传统检测方法如高效液相色谱(HPLC)和质谱虽然准确，但设备昂贵、操作复杂，难以满足基层快速检测需求。其中，脯氨酸作为蜂蜜中最丰富的氨基酸（占比50-85%），其含量与蜂蜜天然程度直接相关，成为鉴别真伪的关键指标。

针对这一技术瓶颈，来自伊朗乌尔米亚当地市场的研究团队创新性地将纳米纤维素薄膜与经典氨基酸显色剂茚三酮相结合，开发出具有特异性显色功能的检测试剂盒。该研究通过材料改性解决了传统茚三酮试剂稳定性差的问题，利用羧甲基纤维素(CMC)的包覆作用保护活性成分，同时增强薄膜的机械性能。相关成果发表在《Heliyon》期刊，为食品安全领域提供了新的技术解决方案。

研究采用扫描电镜(SEM)观察材料形貌，傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析分子相互作用，X射线衍射(XRD)表征晶体结构。通过中心复合设计优化试剂盒配方，建立基于HunterLab色度系统的定量模型。从当地市场获取的6种蜂蜜样本经1:10稀释后用于方法验证。

材料表征结果显示：原始纤维素薄膜呈现50-150 nm的纤维网状结构（SEM）；FTIR证实纤维素、茚三酮和CMC间存在氢键和静电相互作用；XRD表明CMC的引入使结晶度从17°降至20°。性能测试数据表明：含4%茚三酮的试剂盒(K4:0.5)灵敏度达38.2 (1/mg/g)，检测限0.2 mg/g；CMC包覆使颜色稳定性提升，10天内b值变异<2%。实际应用验证*发现：天然蜂蜜样本脯氨酸含量为0.3-0.66 mg/g，显著高于0.18 mg/g的阈值；两个异常样本分别显示紫色（非脯氨酸氨基酸干扰）和无显色反应。

该研究的创新性体现在三个方面：首先，首次将纳米纤维素薄膜的吸附特性与茚三酮显色反应结合，开发出便携式检测工具；其次，通过CMC包覆解决了显色剂易分解的难题，试剂盒响应RSD<2%；最重要的是，建立了基于脯氨酸特异性显色（黄色）的鉴别标准，与常规氨基酸的紫色显色形成鲜明对比。相比PCR和电子鼻等现有技术，该方法成本降低90%以上，检测时间从数小时缩短至1分钟。研究不仅为蜂蜜掺假检测提供了新思路，其材料改性策略也可拓展至其他食品安全检测领域，具有重要的产业化应用前景。

值得注意的是，该方法仍存在一定局限：高糖基质可能影响显色均匀性；环境温湿度变化对结果的影响需进一步评估。未来研究可通过集成智能手机图像分析算法，提升现场检测的准确性和自动化程度。总体而言，这项研究为发展下一代食品安全快检技术提供了有价值的参考范式。