◎ 莫嘉琪

（廣州檢驗檢測認證集團有限公司，廣東 廣州 510000）

紅外光譜分析技術(shù)在20世紀90年代末期就已經(jīng)初步得到了應(yīng)用，在這一高速發(fā)展的大時代背景下，人們又逐步研發(fā)了新型和走向現(xiàn)代化的通用紅外光譜分析技術(shù)。近紅外無線光譜分析技術(shù)（Near Infrared Spectrometry，NIR）因其自身具有的高確定性、定量且迅速有效地準(zhǔn)確識別和檢測分析各種危害有機物而一直以來備受各個領(lǐng)域青睞。目前，近紅外無線光譜分析技術(shù)在我國的各個領(lǐng)域都已經(jīng)有了較為重要且無法替代的作用，特別是在食品檢測領(lǐng)域，近紅外光譜分析等新技術(shù)已經(jīng)發(fā)揮了十分重要的研究意義和指導(dǎo)作用。近紅外光譜技術(shù)比傳統(tǒng)的工業(yè)食品質(zhì)量安全檢測分析方法更加環(huán)保，同時也使食品檢測工作效率更快，準(zhǔn)確度也更高[1-4]。

1 紅外光譜技術(shù)的原理

當(dāng)一個連續(xù)波長的發(fā)射紅外光經(jīng)過一個基態(tài)振動物質(zhì)時，該基態(tài)振動物質(zhì)的化學(xué)分子中一個分子振動速度頻率或其基團轉(zhuǎn)動速度頻率能量可以連續(xù)保持不變，即其分子振動速度頻率或其基團轉(zhuǎn)動速度頻率能量可以一直保持與一波紅外光的分子振動速度頻率或其轉(zhuǎn)動速度頻率相同，該基態(tài)振動物質(zhì)可以從原先的基態(tài)振動物質(zhì)能量等級向更高的基態(tài)振動物質(zhì)能量等級方向進行連續(xù)過渡。這些物質(zhì)分子在接受近紅外線的高速輻射后，發(fā)生了電子振動和能量轉(zhuǎn)移后的能量超級躍遷，此時在這個特定波長上的紅外光分子可以直接作為其他物質(zhì)分子進行輻射吸收。因此，紅外光學(xué)色譜實際上就是一種可以依靠觀測分子內(nèi)部各個原子之間的相對速度和反向旋轉(zhuǎn)等光學(xué)信息而準(zhǔn)確地快速識別并實時進行光譜分析的方法[5]。

2 紅外光譜技術(shù)應(yīng)用特點

2.1 數(shù)據(jù)分析精度高

在過去的一些食品質(zhì)量檢測中，由于技術(shù)的落后，往往都需要在食物檢測之前對其進行一次預(yù)處理，然后才能夠?qū)ζ溥M行檢測。而運用紅外線光譜技術(shù)后，不僅無須根據(jù)需求對食物進行預(yù)處理，還大大減少了對食物的檢測工作量。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸速度高

近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用的是紅外光，其特征之一就是可以在各種光導(dǎo)材料和纖維中進行傳導(dǎo)，對今后的多傳輸途徑和通道發(fā)展起著非常重要的作用。近紅外光譜器還具有測試頻率快的主要技術(shù)特點，這就是由于近紅外光在電子和半導(dǎo)體纖維中的傳輸特性和信號穩(wěn)定等級優(yōu)異的主要技術(shù)特點，因此在對近紅外光譜器材材料進行測量和分析時，可以考慮采用一種多通道檢測的技術(shù)，有利于減少和縮短對其材料進行光譜分析時的檢測和工作周期。

2.3 節(jié)能環(huán)保

紅外光使得人們可以直接觀察被檢測的食品，不但避免了許多煩雜的步驟，節(jié)約了資源，還不會對外部環(huán)境造成任何影響，環(huán)保特點也十分凸顯，符合當(dāng)前我國綠色環(huán)保發(fā)展的要求。

2.4 范圍大

目前用來測試的樣本體積寬、形式廣、應(yīng)用范圍強、環(huán)境要求較低。在應(yīng)用近紅外光譜分析儀檢測樣品質(zhì)量時，其對于樣品的各種物理和結(jié)構(gòu)沒有一個固定的標(biāo)準(zhǔn)要求，因此，對于樣品的液態(tài)、固體、膠狀、半固體等都是可以使用測樣儀器具來進行直接的測量，這種檢測方法有效地簡化了檢測的步驟，對提高食品與醫(yī)療藥品的制造工藝和效率也會有很好的促進作用。

2.5 紅外光譜法技術(shù)的缺點

紅外光譜法技術(shù)的缺點主要有兩點：紅外光譜法在進行檢測時很有可能會產(chǎn)生較為復(fù)雜的光譜圖，辨認困難和復(fù)雜性較大；紅外線光譜法技術(shù)靈敏性不高。

3 近紅外光譜技術(shù)在食品中微生物檢測的作用

紅外光譜不僅可以直接準(zhǔn)確反映一個個體微生物的大小和分子結(jié)構(gòu)信息，而且它還可以直接對各個生物分子中的基團和它們所處的環(huán)境做出精確探測。通過快速測定不同種類微生物的近場和紅外光譜，能快速獲得微生物種類和大分子結(jié)構(gòu)等的相關(guān)化學(xué)信息，來幫助識別和準(zhǔn)確鑒定各種微生物的化學(xué)性質(zhì)與生長狀態(tài)。找出不同的種類微生物特征圖譜間的細微和區(qū)域特征差異，確定不同種類微生物的表征特性圖像譜峰和特征圖像帶，為采用大規(guī)模的生物篩選科學(xué)方法對細菌、酵母菌和其他有害菌類微生物進行特性識別、分類、鑒定和檢測提供了科學(xué)依據(jù)。

如有些廠家在發(fā)現(xiàn)食品產(chǎn)生了變質(zhì)后，又將其經(jīng)過了處理再次生產(chǎn)和銷售，此時可利用紅外光譜技術(shù)通過檢測分子與原子之間細小的差異來識別變質(zhì)食品。同時近紅外光譜技術(shù)在對于混合料以及純化劑的檢驗中也有著廣泛的應(yīng)用。使用紅外光譜檢測技術(shù)可以對被檢測物質(zhì)在結(jié)構(gòu)上以及元素含量上的改變進行檢測，同時也可以通過微小的分子差異對純化物質(zhì)進行檢測。在對各種混合料的結(jié)構(gòu)進行檢測時，由于它們本身的結(jié)構(gòu)和組成以及材料成分是很復(fù)雜的，因此直接通過對各種紅外線光譜涂層之間的差距進行觀測并不能對其結(jié)果進行準(zhǔn)確的判斷，這時就要借助于一些相對來說更加強大的檢測技術(shù)或者其他手段[7-8]。

隨著國家信息化管理的不斷發(fā)展，食品安全管理方面的問題也愈加突出，這些熱點問題也已經(jīng)得到我國社會各界的高度關(guān)注，食品質(zhì)量的優(yōu)劣及其性能好壞將會直接影響我國人們的身體健康，因此，尋找一種完整的、能夠?qū)Ω黝愂称焚|(zhì)量數(shù)據(jù)進行迅速、無損耗的檢查技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今世界的一項迫切要求。近紅外光譜含量分析檢測技術(shù)目前己經(jīng)可以實現(xiàn)各種調(diào)和油、食用油中飽和脂肪酸及主要營養(yǎng)成分的含量測定，有效確保食用油的質(zhì)量安全，杜絕低劣食用油品和地溝油食用產(chǎn)生的安全問題。近紅外光譜檢測技術(shù)可以快速、便捷地對嬰幼兒正常生活所需要的各種食品主要成分進行檢測，如對奶粉中大豆蛋白和其他植物淀粉等食品添加劑的使用情況可以進行定量的光譜分析和測定。近紅外光譜檢測技術(shù)除了能夠進行快速定量的檢查之外，還能夠?qū)π迈r食用水果中的果糖、蔗糖、可溶性固形物和其他化學(xué)殘留物等物質(zhì)進行定量分析，對新鮮果實的不同品種、果實成熟度、存在各種病蟲害的第3次果和第二破壞果實等進行不確定性分析辨認。對于在日常生活中常見的各種肉類食物，近紅外光譜檢測技術(shù)也可以針對品質(zhì)、新鮮度、營養(yǎng)情況等進行實時檢驗。

4 結(jié)語

綜上所述，目前我國的食品質(zhì)量安全問題已經(jīng)十分嚴峻，人們越來越重視食品安全的檢測，利用近紅外線光譜等技術(shù)可以精準(zhǔn)地檢測出各種食物中所含的有害化學(xué)成分或農(nóng)藥殘留，最大程度地保障食品安全，把食物對人體健康產(chǎn)生的損失降至最低。近紅外光譜技術(shù)是一種先進的光譜分析技術(shù)，在食物領(lǐng)域的應(yīng)用范圍廣，雖然可以高效、快捷和不受污染地檢測食物，但仍然存在某些限制。隨著現(xiàn)代信息科技的迅猛發(fā)展，人們將研究開發(fā)出更好的光譜分析和微生物化學(xué)檢測處理技術(shù)應(yīng)用于食品安全監(jiān)測領(lǐng)域中，以保障食品行業(yè)的健康和持續(xù)發(fā)展。