紅外光譜技術(shù)在食品檢測中的應用

時間：2024-11-08作者：北京博海星源科技有限公司瀏覽：59

        常言道：“民以食為天，食以安為先”，食品的質(zhì)量與安全問題與廣大人民群眾的身體健康與生命安全息息相關(guān)，同時對經(jīng)濟的發(fā)展、社會的穩(wěn)定也有著重要的影響。然而近年來，食品安全問題卻總是在困擾著人們，帶來的后果就是對我國的食品檢測機制逐漸失去了信心。一個個令人恐懼的例子依然清晰：蘇丹紅、地溝油、瘦肉精、毒奶粉等等，這些都是被曝光出來的，引起了社會廣泛的爭議，可還有很多并不被人們所知的，正在悄然危害廣大人民群眾的身心健康。人們有理由懷疑我國的食品檢測，有理由對食品失去信賴。亡羊補牢，為時未晚。由于檢測方法、標準、法規(guī)都與**國家有一定的差距， 目前尋求一種理想、安全、經(jīng)濟、準確、方便的檢測方法勢在必行。紅外光譜技術(shù)應用于食品安全檢測雖然較短， 但其特點顯著：低成本高效率， 操作便捷， 環(huán)保等等， 這些都使其在這一領(lǐng)域?qū)⒂泻艽蟮那熬啊?
　　1.紅外光譜分析技術(shù)簡介 
　　食品分析檢測在食品生產(chǎn)加工過程中占有重要地位?；瘜W測定法使用簡便，但其中含有污染環(huán)境的成分；而高成本、高素質(zhì)要求則使得現(xiàn)代檢測難以大眾化。針對此困境，紅外光譜技術(shù)應運而生，它憑借快速、簡便、環(huán)保等**特點在食品行業(yè)得到廣泛應用。 
　　紅外光譜技術(shù)，即利用紅外光和分子作用所產(chǎn)生的分子振動的原理， 來記錄分子吸收紅外光之后所呈現(xiàn)的振動模式。記錄吸收光的相對強度對紅外光波長所得的譜圖，就是紅外光譜。紅外光譜根據(jù)波長分為3個區(qū)域，分別是近紅外（Near Infrared），波長為0.75～2.5μm，波數(shù)為13334～4000cm-1；中紅外（Middle Infrared），波長為2.5～25μm，波數(shù)為4000～400cm-1；遠紅外（Far Infrared），波長為25～1000μm，波數(shù)為400～10cm-1。研究和應用較多的區(qū)域，是中紅外區(qū)域，所以正常情況提到的紅外光譜即為中紅外區(qū)的紅外光譜。 
　　2.紅外光譜技術(shù)檢測原理 
　　紅外光譜技術(shù)檢測的原理，就是運用紅外光譜法檢測**物，通過紅外光譜儀發(fā)出紅外光線，并將其照射到待檢測物體的表面。**物由于吸收特性就會吸收紅外光，從而產(chǎn)生紅外光譜圖。根據(jù)光譜圖，技術(shù)人員就可以找到電腦內(nèi)存中與吸收峰相對應的化學基團數(shù)據(jù)庫。紅外光譜中譜峰的位置、數(shù)目、吸收強度、形狀均與化合物的結(jié)構(gòu)和所處狀態(tài)有關(guān)，結(jié)構(gòu)、狀態(tài)不同，譜峰則不同。因此，根據(jù)**化合物的結(jié)構(gòu)或官能團，與紅外光譜之間的關(guān)系，可以定性分析**化合物。 
　　不僅如此，紅外光譜還可用于定量分析，在郎伯-比爾（Lambert-Beer）定律的理論基礎(chǔ)上，iCAN9傅立葉紅外光譜儀含有可供選擇的特征波長，因此，不管是氣體、液體，還是固體，都可通過紅外光譜進行定量分析。 
　　3.食品檢測中紅外光譜技術(shù)的運用 
　　3.1定量檢測 
　　憑借高效、便捷、環(huán)保等優(yōu)勢，紅外光譜技術(shù)在食品行業(yè)有廣泛的運用。然而僅僅依靠紅外光譜是不能完成對樣品的分析和檢測的，還需要通過化學計量學方法，對其進行提取特征，并建立恰當?shù)哪Ｐ?，較終才能實現(xiàn)定性、定量分析。 
　　針對食品中反式脂肪酸含量測定，余麗娟等人找到了一種測定方法。使用鹽酸酸解處理含有脂肪酸的食品，經(jīng)過**溶劑的萃取后，使用傅立葉變換紅外光譜儀，定量反式脂肪酸的特征峰，吸收峰的面積與反式脂肪酸含量之間的關(guān)系是呈線性相關(guān)的，根據(jù)此可以快速測定，回收率為89.26%～106.51%，相對標準偏差為2.29%。
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　　對于同樣的測定內(nèi)容，肖飛燕等人尋找出了另外一種方法。運用氯仿-甲醇提取法或索氏提取法，對食品中的脂肪進行提取，甲醇-BF3會將其快速甲酯化，然后采用Avatar370傅立葉變換紅外光譜，定性定量分析反式脂肪酸，回收率達到89.5%～103.3%，相對標準偏差1. 80%。這種方法對一般食品營養(yǎng)標簽的測定都適用。 
　　根據(jù)上面介紹的方法，抽取我國市場上的餅干、巧克力、涂抹奶油、冰淇淋、派和蛋糕、薯片和薯條等六大類食品中的20種樣品，測定其中的反式脂肪酸。測定結(jié)果顯示，其中有16種檢出樣品，其反式脂肪酸的含量在0.18%～10.34%之間，而在抽取的樣品類別中，反式脂肪酸含量較高的食品類別則是涂抹奶油、蛋黃派和威化餅干。 
　　3.2檢測食品中有毒有害成分 
　　食品中的添加劑的使用情況，一直是人們所關(guān)心和重視的。尤其是一些對人體健康有害的添加劑，其使用情況必須得到嚴格的控制。 
　　測定奶粉中防腐劑苯甲酸鈉的含量，回瑞華等人想到采用紅外示差光譜對其進行定量分析。將溴化鉀-奶粉的紅外譜圖，從溴化鉀-苯甲酸鈉紅外譜圖中減去，從而得到特征分析峰，波數(shù)為1555cm-1， 在該條件下測定濃度等梯度變化的標準固態(tài)溶液的吸光度。以濃度為橫坐標， 吸光度數(shù)值為縱坐標，繪制工作曲線，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，濃度在0～2.5mg/g 范圍內(nèi)時，苯甲酸鈉的吸光度與濃度之間是線性相關(guān)的， 由此根據(jù)標準曲線法，可以對其進行定量分析。測定出回收率是103.6%，RSD小于1.2。對于這樣的便捷操作過程，能夠有這樣的數(shù)據(jù)結(jié)果，準確度、度都是讓人滿意和歡喜的。 
　　史永剛等人對水中**污染物的近紅外光譜進行討論分析， 發(fā)現(xiàn)**污染物不同，則其在近紅外光譜區(qū)表現(xiàn)出的特征也是不同的。結(jié)合化學計量學技術(shù)，抓住該特征，則可以快速鑒別出**污染物。 
　　3.3評定食品內(nèi)部質(zhì)量 
　　通過紅外技術(shù)，就可以對這些參數(shù)進行快速準確的測量。例如蘋果中的水心病，這在蘋果中是常見的一種生理失調(diào)癥狀，多發(fā)在果核周圍， 呈輻射狀。通過近紅外光對其進行檢測， 就得到了連續(xù)光譜，將蘋果的病變程度清晰直觀的展現(xiàn)出來。 
　　何東健等人運用近紅外分光法，對水果內(nèi)部品質(zhì)的基本原理和檢測流程進行檢測。檢測結(jié)果顯示，不僅水果的糖度、酸度被清楚檢測， 并且其內(nèi)部缺陷也難以藏身， 這些正是符合在線檢測水果內(nèi)部品質(zhì)的要求。這些技術(shù)，對果農(nóng)的采摘、銷售，顧客的權(quán)益，都起著非常重要的作用。 
　　4.結(jié)語 
　　現(xiàn)代紅外光譜分析，集眾家之所長：光譜測量技術(shù)、化學計量學技術(shù)、計算機技術(shù)以及基礎(chǔ)測試技術(shù)。紅外光譜在工業(yè)領(lǐng)域中的應用全面展開，有關(guān)紅外光譜的研究越來越多，紅外光譜技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展*、前景光明的一門立的分析技術(shù)。隨著科學技術(shù)與分析方法的進一步發(fā)展，紅外光譜分析技術(shù)在食品安全檢測領(lǐng)域?qū)哂休^加廣闊的前景。 [科] 
　　【參考文獻】 
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　　[5]何東健等.水果內(nèi)部品質(zhì)在線近紅外分光檢測裝置及試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2001，17（1）. 
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　　[8]何東健等.水果內(nèi)部品質(zhì)在線近紅外分光檢測裝置及試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2001，17（1）.


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