趙磊

紅外光譜分析技術(shù)在20世紀(jì)90年代末開(kāi)始了較為廣泛的應(yīng)用，在此發(fā)展背景下，人們研發(fā)出了更為先進(jìn)的紅外光譜技術(shù)。近紅外光譜技術(shù)因其能定性、定量且快速有效地分析有機(jī)物而備受人們的青睞，目前，近紅外光譜分析在我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域都可以看到，尤其在食品領(lǐng)域，紅外光譜分析發(fā)揮了十分重要的作用，比傳統(tǒng)的食品檢測(cè)更加環(huán)保，同時(shí)效率更快，準(zhǔn)確率更高。

紅外光譜技術(shù)的原理

當(dāng)一個(gè)連續(xù)波長(zhǎng)的紅外光通過(guò)一個(gè)物質(zhì)時(shí)，該物質(zhì)分子中一個(gè)基團(tuán)的振動(dòng)頻率或轉(zhuǎn)動(dòng)頻率可以保持與紅外光的振動(dòng)頻率或轉(zhuǎn)動(dòng)頻率相同，該分子吸收能量，并從原來(lái)的基態(tài)振動(dòng)能級(jí)向更高的能級(jí)過(guò)渡。分子吸收紅外輻射后，發(fā)生振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷，此時(shí)波長(zhǎng)的光為物質(zhì)吸收。因此，紅外光譜實(shí)際上是一種根據(jù)分子內(nèi)原子的相對(duì)振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)信息來(lái)識(shí)別和分析化合物的方法。

紅外光譜技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

紅外光譜技術(shù)是一種利用光譜學(xué)監(jiān)測(cè)食品組成成分及性質(zhì)變化的技術(shù)。紅外光譜儀器一般由光源和單色器兩部分組成，每個(gè)零件都有著它們特定的功能。所以在對(duì)紅外光譜儀器的設(shè)計(jì)和組裝過(guò)程中，一定要確保每個(gè)組件的性能都保持原本的完好性。由于組件的不同，用途也大不相同，所以紅外光譜儀器可以劃分為很多類(lèi)，不同的光源代表了它們不同的用途。紅外光譜技術(shù)特點(diǎn)：①紅外光譜技術(shù)可以有效避免對(duì)樣品的損害。該技術(shù)利用光纖傳播的方式來(lái)檢測(cè)樣品的情況是否異常，尤其當(dāng)樣品為活體時(shí)，相對(duì)于其他檢測(cè)技術(shù)，紅外光譜技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更加明顯。②分析效率高。在過(guò)去的食品檢測(cè)中，由于技術(shù)的落后，經(jīng)常要在檢測(cè)前先對(duì)食品進(jìn)行預(yù)處理，然后才可以對(duì)食品進(jìn)行檢測(cè)。而運(yùn)用紅外光譜技術(shù)，不僅不需要對(duì)食品進(jìn)行預(yù)處理，還能大大縮短食品檢測(cè)時(shí)間。③傳輸性能較高。紅外光譜技術(shù)應(yīng)用的是紅外光，其特點(diǎn)是可以在光導(dǎo)纖維中傳導(dǎo)，對(duì)今后多傳輸通道的發(fā)展具有重要的意義。④節(jié)能環(huán)保。紅外光可以直接檢測(cè)食品，不但免去了很多繁瑣步驟，節(jié)省了資源，還不會(huì)對(duì)外界環(huán)境產(chǎn)生影響，環(huán)保性能突出，符合我國(guó)綠色環(huán)保的主題。

紅外光譜技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用

在對(duì)于混合物以及純化物的檢測(cè)中進(jìn)行應(yīng)用。其實(shí)紅外光譜指紋特點(diǎn)相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)比較的明顯，在使用紅外光譜檢測(cè)技術(shù)的過(guò)程中一般來(lái)說(shuō)可以對(duì)于被檢測(cè)物質(zhì)中所出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)上以及成分含量的變化都進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)在使用此技術(shù)對(duì)于純化物進(jìn)行檢測(cè)可以通過(guò)對(duì)于紅外光譜中所體現(xiàn)的明顯的差異進(jìn)行體現(xiàn)，我們可以通過(guò)對(duì)于直接觀察的方法直接通過(guò)對(duì)紅外光譜圖的變化進(jìn)行一定的區(qū)分和辨別。而對(duì)于混合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，由于其本身結(jié)構(gòu)以及成分的復(fù)雜想，因此直接通過(guò)對(duì)于紅外光譜涂的差異進(jìn)行觀察無(wú)法對(duì)其進(jìn)行判斷，這時(shí)候就需要借助一些分辨性相對(duì)來(lái)說(shuō)比較強(qiáng)的技術(shù)來(lái)對(duì)于混合物進(jìn)行檢測(cè)。

近代光譜技術(shù)的應(yīng)用。隨著時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展，食品安全問(wèn)題越來(lái)越受到社會(huì)各界的重視，食品質(zhì)量的好壞直接影響到人們的身體健康，因此，尋找一種能夠?qū)Ω鞣N食品進(jìn)行快速無(wú)損檢測(cè)的分析技術(shù)成為人類(lèi)社會(huì)迫切需求。例如，人們?nèi)粘Ｉ畋匦杵肥秤糜唾|(zhì)量的檢測(cè)。近紅外光譜分析技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)食用油中各種脂肪酸含量的測(cè)定，對(duì)調(diào)和食用油成分的定性分析，從而保障食用油質(zhì)量安全，杜絕劣質(zhì)油品和地溝油的出現(xiàn)。對(duì)于嬰幼兒生活必需食品奶粉質(zhì)量的檢測(cè)，近紅外光譜技術(shù)可以對(duì)摻假奶粉成分進(jìn)行快速檢測(cè)，例如，對(duì)奶粉中大豆蛋白、尿素和淀粉摻入情況的定性或定量分析測(cè)定。近紅外光譜技術(shù)除了可以對(duì)食用油和奶粉品質(zhì)和成分的快速檢測(cè)外，還可以對(duì)新鮮水果中果糖、蔗糖、可溶性固形物和農(nóng)藥殘留進(jìn)行定量分析，對(duì)果實(shí)品種、果實(shí)成熟度、有病蟲(chóng)害的二次果和損傷果進(jìn)行定性識(shí)別。對(duì)于日常生活中必不可少的肉類(lèi)食品，近紅外光譜技術(shù)還可以對(duì)肉食品的新鮮度進(jìn)行檢測(cè)。

定量測(cè)試檢測(cè)應(yīng)用。在對(duì)現(xiàn)階段的食品樣品檢測(cè)過(guò)程中對(duì)樣品檢測(cè)的需求很難僅僅依靠紅外光譜技術(shù)自身進(jìn)行完成，因此在此過(guò)程中就需要更多的借助相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量學(xué)的方法或者是其他的檢測(cè)技術(shù)和軟件來(lái)進(jìn)行綜合性的檢測(cè)。同時(shí)在檢測(cè)過(guò)程中，對(duì)于試樣品特征的提取以及模型的建立過(guò)程中就需要更多的使用化學(xué)計(jì)量學(xué)的方法來(lái)進(jìn)行。其中紅外光譜技術(shù)在定量檢測(cè)中主要應(yīng)用在對(duì)于油脂類(lèi)食品的品質(zhì)解析項(xiàng)目過(guò)程中，而想要更好的對(duì)食品樣品中的油脂脂肪酸的不飽和程度進(jìn)行判斷，就需要更多的利用碘值來(lái)進(jìn)行，而對(duì)酸敗程度進(jìn)行檢測(cè)則需要更多的借助酸值來(lái)進(jìn)行，食品的氧化程度進(jìn)行分析需要借助氧化值來(lái)進(jìn)行，對(duì)食品的質(zhì)量進(jìn)行判斷可以通過(guò)對(duì)食品油中飽和脂肪酸以及不飽和脂肪酸兩者含量來(lái)進(jìn)行測(cè)定。在對(duì)于以上相關(guān)測(cè)定數(shù)值進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中需要更多的常規(guī)的測(cè)定的方法來(lái)進(jìn)行，同時(shí)還需要使用到大量的化學(xué)驗(yàn)樣品還需要大量的食品樣品，但在測(cè)定的時(shí)間上也無(wú)法保持固定，需要耗費(fèi)大量的人力物力以及財(cái)力。通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)的方法將其和紅外光譜技術(shù)構(gòu)建校正模型兩者技術(shù)相結(jié)合可以更好地對(duì)以上的指標(biāo)進(jìn)行快速的檢測(cè)，在對(duì)于檢測(cè)成本和時(shí)間進(jìn)行節(jié)省的同時(shí)，還能夠?qū)τ跈z測(cè)的效率以及準(zhǔn)確性都進(jìn)行提高。

進(jìn)行定性鑒別。在對(duì)進(jìn)行定性鑒別的過(guò)程中會(huì)更多的利用FTIR食品檢測(cè)基礎(chǔ)，主要會(huì)對(duì)于銀耳，黑木耳以及黑牛肝菌三種食用菌來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，可以更好的通過(guò)其光譜反應(yīng)之間存在的差異來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于這三種食用菌樣品紅外光譜技術(shù)所得出的光譜圖進(jìn)行分析我們可以更好的發(fā)展就是和黑木耳和銀耳量?jī)烧咧g接近度會(huì)非常的高，但是黑牛肝菌譜峰和以上兩者也就是銀耳和黑木耳兩者的譜峰之間所存在的差異相對(duì)來(lái)說(shuō)比較明顯。在檢測(cè)過(guò)程中我們可以更多地通過(guò)對(duì)于吸收強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而對(duì)黑木耳和銀耳兩者進(jìn)行區(qū)分。在對(duì)于道地山藥和普通山藥兩者之間所存在的細(xì)微差別進(jìn)行區(qū)分。二線線性投影圖是聚類(lèi)分析的主要形式，在使用此技術(shù)進(jìn)行分析的過(guò)程中我們可以通過(guò)二線線性投影圖進(jìn)行使用以及分析的過(guò)程中，其所選的結(jié)果來(lái)相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)更加的直觀，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于聚類(lèi)所用明確區(qū)分的效果。其實(shí)紅外光譜技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中逐漸的吸收越來(lái)越多的技術(shù)，并對(duì)于自身所存在的缺陷住處進(jìn)行改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的發(fā)展。其中紅外光譜技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中主要吸收了化學(xué)計(jì)量學(xué)技術(shù)、基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及光譜測(cè)量技術(shù)等，其本身測(cè)量迅速、方便、無(wú)損耗、綠色無(wú)污染、效率高、成本低等特點(diǎn)已經(jīng)逐漸的凸顯出來(lái)，這對(duì)于很多食品檢測(cè)研究學(xué)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的方向選擇。

紅外光譜技術(shù)可以提高食品安全檢測(cè)的質(zhì)量和準(zhǔn)確性。然而，在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域，紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用還沒(méi)有達(dá)到極限。只有通過(guò)進(jìn)一步的研究，才能為食品安全質(zhì)量檢測(cè)的持續(xù)發(fā)展提供有力的支持和更好的協(xié)助。