0.003 mg/g检出组胺：再生丝胶纸基平台实现鱼鲜度双模式监测

鱼类在储运和销售过程中容易发生微生物腐败，组胺是评价鱼类新鲜度和安全风险的重要生物胺指标。组胺由组氨酸经细菌脱羧产生，过量摄入可能引发鲭科鱼类中毒等健康问题。部分地区将0.4 mg/g作为鱼肉中组胺的重要安全阈值，因此，既能在现场快速判断、又能在需要时进行准确定量的检测方法，对水产品质量控制具有实际意义。

本研究将丝绸脱胶废液中的再生丝胶、羧甲基纤维素和晕苯共同负载到滤纸上，构建再生丝胶/晕苯/CMC改性纸。其中，丝胶提供丰富的极性官能团，有助于形成稳定水凝胶并固定酶和指示剂；CMC作为纸基水凝胶骨架，提高涂层成膜性；晕苯则利用其紫外吸收和能量转移能力，增强LDI-MS检测中的组胺离子化效率。这样的设计使同一张纸既能用于肉眼比色，也能直接进入质谱分析。

图1. 商用晕苯和分散于再生丝胶溶液中的晕苯的TEM图像（i）及衍射图样（ii）。

材料表征显示，晕苯在丝胶体系中仍保持纤维状形貌，但衍射特征有所减弱，提示丝胶的无定形相会干扰晕苯结晶，同时保留其用于比色和LDI-MS检测的功能。Ca2+与CMC羧基之间的离子交联帮助水凝胶在滤纸表面形成，丝胶中的极性氨基酸又可通过氢键提高涂层稳定性。改性后纸张表面粗糙度增加，三维纤维网络和晕苯纤维结构有助于吸附目标物，也为识别组分与组胺接触提供更多界面。

在比色检测中，研究将二胺氧化酶、辣根过氧化物酶和通用pH指示剂固定到改性纸上。组胺先被二胺氧化酶氧化，生成过氧化氢、醛类和氨；随后，辣根过氧化物酶利用过氧化氢氧化指示剂，并伴随体系pH变化产生颜色响应。随着组胺浓度从0升至4 mg/g，纸基传感器在15 min内出现由橙色到黄色再到绿色的可见变化。

图2. 组胺检测标准色卡及定量曲线：（a）0-4 mg/g组胺浓度范围内的标准颜色变化；（b）ΔE值与组胺浓度的校准曲线，误差线表示三次平行实验的标准差。

 比色结果显示，ΔE值与组胺浓度具有线性关系，裸眼检出限为0.1 mg/g，能够覆盖0.4 mg/g这一关键安全阈值。研究据此建立了面向鱼鲜度判断的颜色尺度：橙色对应新鲜状态，黄色提示中间或警戒状态，绿色提示腐败风险升高。这种读数方式不依赖大型仪器，适合作为现场快速筛查工具；但对于临界样品或监管判定，仍需要更高选择性和灵敏度的确证方法。

为补足现场比色的定量能力，本研究进一步把改性纸作为LDI-MS基底。晕苯增强紫外吸收和激光能量转移，降低背景并促进组胺离子化。将组胺溶液直接滴加在改性纸上后，质谱中可观察到随浓度升高而增强的组胺钠加合离子峰。缺少晕苯的丝胶/CMC纸即使在较高浓度下也难以产生清晰组胺特征峰，说明晕苯是提升LDI-MS信号的关键组分。

图3. 再生丝胶/晕苯/CMC改性纸上组胺的LDI-MS检测：（a）0 mg/g（i）和0.4 mg/g（ii）组胺的LDI-MS谱图；（b）0-4 mg/g范围内组胺浓度与质谱信号强度的校准曲线，误差线表示三次平行实验的标准差。

 LDI-MS模式在0-4 mg/g范围内呈线性响应，检出限达到0.003 mg/g，明显低于比色模式。这意味着该平台可以先用颜色变化进行低成本初筛，再对可疑或关键样品进行纸上直接质谱确认。研究还将其与其他组胺传感材料进行比较，强调该方法不依赖复杂金属纳米材料，同时把现场筛查和实验室级定量连接到同一个纸基载体上。

真实样品验证选择海鲈、石斑鱼和印度鲭鱼三种鱼类基质。加标0.4 mg/g和4 mg/g组胺后，比色检测得到的回收率为92.64%-97.18%；LDI-MS模式在多数样品中也获得接近的回收结果，且复杂鱼肉基质未造成明显峰位偏移。进一步的储藏实验显示，三种鱼在25-30 °C条件下放置5天时，传感器颜色随腐败进展由橙色逐渐转向黄色，ΔE值随储藏时间增加而升高，与组胺累积趋势一致。

图4. 真实鱼样腐败过程中纸基比色组胺传感器的响应：（a）海鲈、（b）石斑鱼和（c）印度鲭鱼样品储藏期间的颜色变化（i）及ΔE值与储藏天数的关系（ii）。

 稳定性和重复性也影响纸基传感器能否实际使用。研究用两个不同批次的再生丝胶和晕苯制备传感器，五个独立基底的相对标准偏差分别为0.90%和1.04%，说明批内和批间一致性较好。在24 °C、26%相对湿度下储存14天后，传感器仍保留82.43%的初始响应；在4 °C冷藏条件下储存28天后保留83.17%的响应，提示其具有一定储存稳定性。

图5. 再生丝胶/晕苯/CMC改性纸检测组胺的重复性和稳定性：（a）两个不同批次材料制备传感器的重复性测试；（b）室温和冷藏条件下的稳定性测试。实验使用4 mg/g组胺溶液，误差线表示三次平行实验的标准差。

 总体来看，本研究的亮点不只是检测限本身，而是把废弃丝胶上循环利用、纸基比色读数和LDI-MS确证分析结合起来。对于水产品供应链，该平台可作为鱼鲜度快速筛查方案；对于需要定量确认的场景，同一纸基材料又能进入质谱流程，减少样品转移。后续若要走向实际包装或现场检测，还需要继续验证长期储存、不同鱼种和更复杂环境下的稳定性。

论文来源：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.149097