□ 潘振朝 廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院

食品安全檢測中的近紅外光譜技術(shù)分析

□ 潘振朝 廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院

近年來，人們越來越注重健康，也越來越重視食品安全問題，所以設(shè)立一種快速檢測食品安全的方法就顯得迫在眉睫了。近紅外光譜分析技術(shù)以其分析速度快、無損、預(yù)處理簡單、易于實現(xiàn)在線檢測等特點，已發(fā)展成為一種廣泛應(yīng)用于食品安全檢測及質(zhì)量控制的快速分析新手段。近紅外光譜技術(shù)主要作用于肉制品、乳制品、果蔬糧食等方面，本文就近紅外光譜技術(shù)為例，對其應(yīng)用特點和應(yīng)用前景進行闡述。

近紅外光譜技術(shù)；食品安全問題；食品安全檢測

俗話說：“國以民為安，民以食為天”。食品安全問題已經(jīng)上升為世界性的問題，因為它跟人民的生活健康緊密相關(guān)，所以受到了各國人民的關(guān)注。為了加強食品安全的檢測力度，政府出臺了《食品安全法》。食品安全檢測能力是食品安全的重要保障，相應(yīng)的檢測技術(shù)和方法也就成為國內(nèi)外鉆研和關(guān)注的焦點。近紅外光譜技術(shù)是一種快速分析物質(zhì)成分的技術(shù)。在近幾年科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的帶動下，近紅外技術(shù)也食品質(zhì)量安全監(jiān)測檢測領(lǐng)域得到開發(fā)，迎來了它的春天。

1 關(guān)于近紅外光譜分析技術(shù)

1.1 近紅外光譜分析技術(shù)

近紅外光譜技術(shù)，簡稱NIR。眾所周知，光是介于可見光和中紅外光之間的電磁波。據(jù)美國材料檢測協(xié)會(ASTM)定義，波長為780～2526 nm的光譜區(qū)稱為近紅外光譜區(qū)，但是通常又將近紅外區(qū)分為近紅外短波和近紅外長波兩大類。其中，近紅外光譜分析技術(shù)屬于現(xiàn)代光譜技術(shù)，是現(xiàn)代電子科學(xué)技術(shù)、光譜分析技術(shù)、計算機技術(shù)以及化學(xué)計量技術(shù)的結(jié)合體。近紅外光譜可記錄物質(zhì)基團中基團振動的合頻信息，例如O-H（氫氧基團）、N-H（氫氮基團）等，都可以在其近紅外光譜中找到相應(yīng)的信號，而且光譜圖顯示穩(wěn)定，有特定的吸收點，重要的是吸收特點也為近紅外光譜的定性定量分析提供可靠的依據(jù)。

1.2 近紅外光譜分析技術(shù)的優(yōu)點

（1）跟其他分析檢測技術(shù)相比，它的分析速度快，樣品檢測時間可以在1 min之內(nèi)搞定。

（2）分析效率高，可以同時檢測樣品的多個組分的性質(zhì)，能給出精準(zhǔn)的檢測結(jié)果，檢測樣品的種類繁多，而且還可以直接檢測不同物理狀態(tài)的樣品，無論是液態(tài)、固態(tài)或是膠狀態(tài)的樣品都能進行檢測。

（3）不損傷樣品，也就是無損檢測，這個優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于活體醫(yī)療臨床等方面。

（4）近紅外光在光導(dǎo)纖維中具有優(yōu)良的傳輸性能，所以便于在線檢測和分析。此外，它還順應(yīng)了可持續(xù)發(fā)展，不會對環(huán)境造成污染，環(huán)保無公害。

1.3 近紅外光譜分析技術(shù)的缺點

（1）由于近紅外光譜技術(shù)被廣泛應(yīng)用在食品檢測方面，而且被檢測組分一般大于0.1%，因而它的靈敏度就會比較低。

（2）雖然近紅外光譜能提供精確的數(shù)據(jù)結(jié)果，但是由于它的變動性較大，如果樣品未沒有按照規(guī)定進行預(yù)處理，那么樣品的狀態(tài)、測定的方式或者測定的條件都會對結(jié)果造成影響。

（3）如果一種基團在近紅外光譜區(qū)的多個波長處都有吸收，那么這就會出現(xiàn)在一個波長處同時會有多個譜峰交錯重疊的混亂現(xiàn)象，對測驗的精準(zhǔn)度造成影響。

2 近紅外光譜檢測技術(shù)應(yīng)用的安全檢測食品

2.1 應(yīng)用于果蔬檢測

在我們?nèi)粘Ｉ钪惺秤玫墓咧卸己性S多的維生素C和一些可溶性的固形物。這些物質(zhì)通過近紅外光譜檢測分析得出數(shù)據(jù)含量。維生素C作為評判果蔬類營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)之一，有著不可忽視的作用。但是，果蔬的種植方法和品種類別對維生素C的含量有不同程度的影響。維生素C的含量很容易被破壞損失，特別是在運輸或者存儲的時候時常發(fā)生。因此，利用近紅外光譜技術(shù)對果蔬進行檢測時，通常會選擇700～1200 nm的波長，依次經(jīng)過多次檢測后，再來詳細分析存在于檢測過程中測驗誤差，然后選擇誤差最小的一組作為檢測的最終結(jié)果。當(dāng)需要檢測果蔬中的可溶性固體物時，一般會選擇850～1100 nm的波長，分析其相關(guān)測驗數(shù)據(jù)。

2.2 應(yīng)用于肉制品檢測

近紅外光譜技術(shù)還在可以應(yīng)用在肉制品的品質(zhì)檢測中，主要集中日常的肉類檢測（如豬牛羊等）。以歐美國家食用牛肉為主，所以近紅外光譜多以牛肉為檢測對象。如利用近紅外光譜預(yù)測牛肉的嫩度，利用近紅外光譜鑒別豬肉和牛肉等。

針對豬羊肉，近紅外光譜的作用主要是用于檢測腌豬肉的飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸以及羊肉脂肪酸成分。

對于魚制品（如魚產(chǎn)品、魚糜和魚丸等）品質(zhì)檢測來說，除了測定分析其組成成分外，還有研究了其的物理特性以及加工過程量的控制，而且市面上已經(jīng)有急用近紅外光譜技術(shù)對魚產(chǎn)品進行研究處理的實驗報告。

社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，人們開始著重關(guān)注食品安全問題，健康成為當(dāng)下熱點話題。有關(guān)部門將引進紅外測溫儀檢測食品內(nèi)含化學(xué)藥物或殘留。但是近紅外光譜技術(shù)存在一定的局限性，且將其應(yīng)用于食品會出現(xiàn)的后果問題還待以研究[1]。

2.3 應(yīng)用于乳制品檢測

早在20世紀(jì)50年代末，近紅外光譜技術(shù)就已應(yīng)用于乳制品分析中。到了80年代，媒體報道都是關(guān)于近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用于乳制品的影響，隨后這種技術(shù)逐漸廣泛采用。近紅外光譜技術(shù)與光纖技術(shù)的完美結(jié)合實現(xiàn)了跨區(qū)域和跨種族的檢測，對來自不同區(qū)域不同種類奶牛生產(chǎn)的牛奶含量都能檢測。近年來國內(nèi)對乳制品的研究主要集中在奶粉和鮮奶的質(zhì)量控制方面。

在奶制品檢測當(dāng)中，近紅外光譜技術(shù)分為兩大類：①在線檢測。②離線監(jiān)測。

近年來，人們開始重視乳制品中奶酪的制作過程。近紅外光譜分析在這里的作用是計算軟奶酪的內(nèi)部參數(shù)，得出預(yù)測公式。在奶酪制作過程中運用近紅外反射，觀察參數(shù)在散射中的變化；將近紅外技術(shù)和光纖探頭相結(jié)合來檢測奶酪中的礦物質(zhì)成分，以此來統(tǒng)計數(shù)據(jù)，收集對奶酪質(zhì)地結(jié)構(gòu)的評價建議，從主要目標(biāo)消費者出發(fā)，調(diào)查消費者消費最多的奶制品，對商品外包裝進行重點檢測。品質(zhì)是研究的重點[2]。

2.4 應(yīng)用于釀造食品檢測

在我們生活中用到的醬油、醋和酒等都是釀造食品。這些食品中含有許多還原糖、氮和乙醇。這些物質(zhì)都可以通過近紅外光譜分析技術(shù)檢測出來。在傳統(tǒng)的檢測方法中，必須要在樣本中添加化學(xué)試劑才能檢測到相應(yīng)成分。但是近紅外光譜技術(shù)可以不用化學(xué)試劑直接檢測醬油中的總氮、總酸和酒中的乙醇含量等。

2.5 應(yīng)用于其他食品檢測

該技術(shù)除了可以檢測有機酸、咖啡因和果糖等物質(zhì)外，同時還可以用來判別真假，例如，檢測茶葉中的茶多酚、氮水化合物和咖啡堿等成分的含量；對餅干面包、蛋糕中水分、蛋白質(zhì)和脂肪的含量進行檢測；對食用油中的酒精、黃色素和酸值等進行檢測的實驗；近年來興起的轉(zhuǎn)基因食品進行檢測。該技術(shù)也能檢測轉(zhuǎn)基因食品中的染色體變化以及蛋白質(zhì)的含量。

3 結(jié)語

人們對食品安全的逐漸重視，近紅外光譜技術(shù)運用于食品安全檢測的作用越來越顯著，技術(shù)研發(fā)的越來越成熟完善，近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用于食品品質(zhì)的分析也越來越廣泛[3]。

對食品安全的質(zhì)量安全檢測是重要的食品安全保障手段，具有重大的現(xiàn)實意義。目前近紅外光譜對各種食品的分析仍然存在一定局限，光譜技術(shù)對檢測樣品數(shù)量的精確和樣本代表性的要求較高，研究專家要具備專業(yè)的化學(xué)分析知識，遵循標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定進行試驗檢測?？傮w來看，近紅外光譜技術(shù)優(yōu)勢還是大于劣勢的，打破了常規(guī)檢測過程緩慢，污染嚴重的缺陷。因此，隨著全球化的不斷推進，人們對物質(zhì)生活需求上漲，食品安全成為關(guān)注重點，近紅外光譜技術(shù)將在食品質(zhì)量安全檢測分析領(lǐng)域成為領(lǐng)頭軍。

[1]韓東海,魯超,劉毅.生鮮乳中還原乳的近紅外光譜法鑒別,光譜學(xué)與光譜分析,2007,27(3):465-468.

[2]劉福莉,陳華才,姜禮義.近紅外透射光譜聚類分析快速鑒別食用油種類.中國計量學(xué)院學(xué)報.2008.19(3):278-282.

[3]梁丹.近紅外光譜分析技術(shù)在食品品質(zhì)鑒別檢測中的應(yīng)用,廣西輕工業(yè),2008,120(11):11-12.