周令國，祝義偉，肖琳，李智，費(fèi)華煕，楊勁，萬麗

（1.重慶食品工業(yè)研究所，重慶 400020；2.重慶市科學(xué)技術(shù)研究院，重慶 401123）

食品安全迫切需要一種快速、準(zhǔn)確、方便、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的檢測方法[1]。近紅外光譜（NIR）技術(shù)應(yīng)用于食品安全檢測時(shí)間雖然較短，但由于其具有分析速度快，分析成本低，操作方便，具有環(huán)保、高效的特點(diǎn)，使其在這一領(lǐng)域具有很大的發(fā)展前景[1-5]。

硝酸鹽和亞硝酸鹽因其具有發(fā)色、防腐、產(chǎn)生獨(dú)特風(fēng)味等作用，被廣泛應(yīng)用于腌臘肉制品中。過量的硝酸鹽或亞硝酸鹽在肉制品中易形成亞硝基酰胺和亞硝胺等致癌物質(zhì)，從而對(duì)人們的生命健康帶來嚴(yán)重威脅[6]。亞硝酸鹽是國家、行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的需要嚴(yán)格控制殘留量的化學(xué)物質(zhì)[7-9]。

亞硝酸鹽現(xiàn)行檢測的標(biāo)準(zhǔn)方法是離子色譜法（第一法）或分光光度法（第二法）[10]。現(xiàn)行檢測方法準(zhǔn)確性較高，但在快速、環(huán)保、簡便等方面尙不具備近紅外光譜法那樣的優(yōu)勢。近紅外光譜法中，樣品一般不需預(yù)處理就能直接進(jìn)行測試，具有操作簡單、分析速度快、測試效率高、安全，并且可以減少勞動(dòng)力和試劑等優(yōu)點(diǎn)，非常適合食品的快速定性和定量分析[11-13]。因而，采用近紅外光譜法測定臘肉中亞硝酸鹽對(duì)于食品安全快速檢測具有積極的意義。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 臘肉

樣品采自重慶市場流通的臘肉產(chǎn)品，以重慶地產(chǎn)為主，也包括部分外地（成都、湖南、云南等）產(chǎn)品。

1.1.2 試劑

按照國標(biāo)方法GB 5009.33-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》[10]中試劑的要求進(jìn)行配制。

1.2 儀器

1.2.1 近紅外光譜檢測儀器

Antaris II 傅立葉近紅外光譜分析儀，配套TQ Analyst 軟件和RESULT 系列軟件，是美國熱電公司（Thermo Electron Corporation）推出的第二代專業(yè)傅立葉變換近紅外光譜檢測系統(tǒng)。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)方法（樣品化學(xué)值測定）用儀器

按照國標(biāo)方法[10]規(guī)定的常規(guī)化學(xué)檢測儀器設(shè)備等。

1.3 方法

1.3.1 樣品化學(xué)值測定

按照GB 5009.33-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定Determination of nitrite and nitrate in foods》[10]中第二法進(jìn)行測定。

1.3.2 樣品光譜采集

將臘肉樣品去皮后切成小塊，放入攪拌機(jī)中搗碎并攪拌均勻，均勻裝入樣品袋中。采用積分球采樣模塊漫反射方法采集近紅外光譜，每個(gè)樣品測3 次，取平均光譜作為樣品光譜。光譜采集條件為：掃描范圍12 000 cm-1～4 000 cm-1，分辨率8 cm-1，每張光譜的累積掃描次數(shù)32 次。光程0.5 mm×2。旋轉(zhuǎn)樣品杯。優(yōu)化增益中信號(hào)放大倍數(shù)為8×。實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持室內(nèi)的溫度和濕度基本一致。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

采用Office 2010 Excel 軟件做數(shù)據(jù)頻數(shù)分布、統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)等有關(guān)統(tǒng)計(jì)分析。

采用Antaris II 傅立葉近紅外光譜分析儀，并運(yùn)用的TQ Analyst 軟件，將用標(biāo)準(zhǔn)方法測的數(shù)據(jù)與采集到的近紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理，建立基于PLS 算法的近紅外光譜定量分析的校正模型，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行內(nèi)部交叉驗(yàn)證和外部驗(yàn)證。

1.3.4 樣品集

樣品總數(shù)64 個(gè)，其中校正集50 個(gè)，驗(yàn)證集10個(gè)，剔除4 個(gè)。數(shù)據(jù)的相對(duì)頻數(shù)分布基本呈正態(tài)分布。

2 結(jié)果與分析

2.1 建模用臘肉樣品原始近紅外光譜圖

臘肉樣品建模用的原始近紅外平均光譜圖見圖1（光譜范圍在12 000 cm-1～4 000 cm-1）。臘肉中亞硝酸鹽的近紅外平均光譜圖見圖2（光譜譜段6 424.13 cm-1～7 281.39cm-1）。

圖1 臘肉樣品近紅外平均光譜圖Fig.1 Original NIR average spectrum of Chinese bacon sample

圖2 臘肉樣品中亞硝酸鹽近紅外平均光譜圖Fig.2 NIR average spectrum of Nitrite in the Chinese bacon sample

從圖1 和圖2 可見，臘肉樣品中亞硝酸鹽的近紅外平均光譜在所用譜段內(nèi)吸收峰明顯，且各個(gè)樣品具有相同位置的吸收峰，表明該組分具備近紅外光譜定量分析的光譜條件。

2.2 臘肉近紅外光譜定量分析建模有關(guān)參數(shù)和評(píng)價(jià)指標(biāo)

臘肉樣品中亞硝酸鹽的近紅外光譜定量分析的校正模型和驗(yàn)證模型的有關(guān)參數(shù)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)見表1。

從表1 可見，亞硝酸鹽的化學(xué)測定值與近紅外定標(biāo)模型預(yù)測值之間的校正決定系數(shù)（R2cal）都在0.96 以上，校正均方差和交叉驗(yàn)證均方差小于0.9，說明FNIR數(shù)學(xué)模型的預(yù)測值和標(biāo)準(zhǔn)方法的化學(xué)值之間有高度的相關(guān)性，近紅外光譜定標(biāo)模型預(yù)測值有良好的預(yù)測精度。

2.3 近紅外光譜定量分析預(yù)測值與標(biāo)準(zhǔn)測定值比較

定標(biāo)模型建立后，另選10 個(gè)未參加建模的樣品組成驗(yàn)證集，用該模型對(duì)驗(yàn)證集樣品進(jìn)行預(yù)測并同標(biāo)準(zhǔn)方法測定值進(jìn)行比較，以驗(yàn)證分析模型的準(zhǔn)確性。用于測定的樣品掃描3 次，取平均光譜，化學(xué)測定取2次測定的平均值，結(jié)果見表2。

表1 臘肉樣品中亞硝酸鹽近紅外光譜建模主要參數(shù)及評(píng)價(jià)指標(biāo)Table 1 Main parameters and evaluation index of NIR modeling of Nitrite in the Chinese bacon samlle

表2 臘肉亞硝酸鹽NIR 模型預(yù)測值與化學(xué)方法測定值比較Table 2 Chinese bacon Nitrite NIR model prediction and the chemical method for the determination of value comparison

上述近紅外光譜預(yù)測結(jié)果與國標(biāo)法測定結(jié)果用excel 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行雙樣本配對(duì)比較的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)（F 檢驗(yàn)與t 檢驗(yàn)），結(jié)果如下：

F 檢驗(yàn)：結(jié)果，P（F＜=f）0.08 單尾＞0.05；結(jié)論，兩樣本方差具有齊性。

T 檢驗(yàn)：結(jié)果，P（T＜=t）雙尾=0.37＞0.05；結(jié)論，兩種方法測定結(jié)果數(shù)據(jù)的均數(shù)無顯著性差異。

以上數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果提示NIR 預(yù)測結(jié)果與化學(xué)法測定結(jié)果無顯著差異，應(yīng)用近紅外光譜法預(yù)測臘肉中亞硝酸鹽含量結(jié)果與國家標(biāo)準(zhǔn)方法的測定結(jié)果基本一致。

3 結(jié)語

本試驗(yàn)對(duì)臘肉樣品中亞硝酸鹽，用Antaris II 傅立葉近紅外光譜分析儀，配套TQ Analyst 軟件，通過相關(guān)系列實(shí)驗(yàn)，建立基于偏最小二乘法（PLC）算法的近紅外分析模型，各評(píng)價(jià)系數(shù)（校正決定系數(shù)（R2cal）、交叉驗(yàn)證決定系數(shù)（R2cv）、校正均方差（RMSEC）和交叉驗(yàn)證均方差（RMSECV））均顯示模型具有可接受的準(zhǔn)確性和精確性。通過近紅外光譜法預(yù)測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)法實(shí)測結(jié)果的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)（采用office excel 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行t 檢驗(yàn)與F 檢驗(yàn)）分析，結(jié)果顯示兩種方法沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性差異，提示傅立葉近紅外光譜技術(shù)快速定量檢測臘肉亞硝酸鹽是可行的。

[1]姚煒,夏彩云.紅外光譜技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2009,19(6)：1541-1452

[2]陳建軍,譚佐軍,崔鵬,等.近紅外光譜技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用[J].紅外,2007,28(4)：38-40

[3]陸婉珍.近紅外光譜技術(shù)進(jìn)展[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器,2006(5)：5

[4]熊成,董慶利,曾靜,等.近紅外光譜分析技術(shù)在肉品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2010,36(12)：141-145

[5]趙麗麗,張錄達(dá),宋忠祥,等.近紅外光譜定量檢測腌臘肉制品品質(zhì)的研究[J].光譜學(xué)與光譜分析,2007,27(1)：46-49

[6]葉藺霜,淺析硝酸鹽在我國傳統(tǒng)腌臘肉制品中的影響[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2008(8)：57-59

[7]中華人民共和國衛(wèi)生部,中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB 2730-2005 腌臘肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2005：2

[8]中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.NY 5356-2007 無公害食品腌臘肉制品[S].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社,2007：2

[9]重慶市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.DB 50/208-2009 城口老臘肉[S].重慶：2009：2

[10]中華人民共和國衛(wèi)生部.GB 5009.33-2010 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定[S].中華人民共和國食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)匯編,北京：中國質(zhì)檢出版社,中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010：149-153

[11]YILDIZ G,WEHLING R L,CUPPETT S L.Monitoring PVin corn and soybean oils by NIR spectroscopy[J].JAmOil ChemSoc,2002,79(11)：1085-1089

[12]TAKAMURA H,HYAKUMOTO N,ENDO N,et a.l Deter-mination of lipid oxidation in edible oils by near infraredspectroscopy[J].J Near Infrared Spectrosc,1995(3)：219-225

[13]DONG J,MA K,VANDE VOORT F R,et al.Stoichiometricdetermination ofhydroperoxides in oils by Fourier transformnear-infrared spectroscopy[J].J Assoc Off Anal Chem Int,1997(80)：345-352