食品检验及生物分析中近红外光谱的运用

2016-02-22周遵武

现代食品 2016年22期

◎ 周遵武

（莱阳市春雪食品有限公司，山东烟台 265200）

近红外线光谱技术主要是在食物样品检验的基础上，无损分析样品。它的优势在于能够准确合理地分析成分，并有着一定的定量性与整体协调性。近红外线光谱技术也在多个领域中投入使用，如石油化工、食品加工、临床医学等区域。

1 近红外光谱简介

近红外光是非可见光的一种，属于电磁波范畴，并能够实现波长的自动性变化。如果波长超过一定的范围，则处于可见光区。而如果波长过短，则处于中红外线区域。因此，近红外光是介于中红外线光和可见光之间。食物样品在红外线区域时，样品分子会在光伏的照射下产生振动。振动产生的谐波会影响分子的基态变化，甚至会在不同强度的照射幅度下使光谱更加丰富。近红外线光谱的信息结构不同，在被测样定量的前提下实现基本的检测工作。另外，近红外线光谱技术的发展离不开计算机系统，它是根据化学定量成分进行物质的深化，并通过光谱带的浮动制定基本的信息化表格，将整体的形式呈现出来。

2 近红外线光谱在食品检验中的应用

（1）在食用色素检验中的应用。食用色素是食品安全的一种突出问题，它在多种食品中都是必不可少的成分之一，如汽化饮料、QQ糖、膨化产品中都含有食用色素。在不超标的情况下，它对人体的危害性不大。食用色素的优势在于能够延长食品的保质期，利于改善食品的味道，增加其中的营养成分等。同时，它也能使食物的色泽看起来更加鲜艳，增强口感。但长时间食用会令人体中积累过多的腐化物，甚至引发癌症。而近红外光谱技术能够准确地检测食用色素的成分，并快速的分辨出其中的成分比例。以橄榄油中掺杂芝麻油为例，首先，建立基础模型，从定性与定量两个方面分析。验证食物中所含的色素分子流动数值，当定性识别率达到100%时，则说明其中的色素成分超标。再如，一些食品加工者为提升盈利空间，会在鲜牛奶中加入一些还原乳，近红外线光谱技术也能检测。当掺入的比例是整体鲜牛奶成分的20%以上时，定性识别率则会超过95%，出现警戒现象。对不同样本可以采用不同的测量方式。近红外线光谱中的漫反射、镜面反射都是非常好的方式[2]。

（2）在转基因食品检验中的应用。转基因食品是近几年来广受关注的一种食品，近红外光谱检验技术是利用当前的生物因子，区分食物的内部元素和外部结构的方法之一。近红外线光谱能够有效地检测转基因食品，通过转基因食品所含有的离子数量和各离子所占的比例进行判定。从化学因子解剖的角度出发，测定锌、铁、钙的含量，并绘制出光谱漫射图。检验人员可根据图谱清楚地判断该食物是否为转基因食品。利用此技术，能够识别转基因大豆油和非转基因大豆油，并分析烟草是否在低碳的环境下生长，是否属于转基因产品。同时，检验人员也可采取隐形变量选取的方式研究，根据近红外线光谱中所形成的分子比例，建立坐标轴下的系数分析路径。在正常的情况下，化学信息中第一成分所占的比例非常大。如果第二成分与第三成分的总和与第一成分持平，则说明转基因中的成分未超过规定数值。如果前者数值大于后者，则说明转基因成分过多[3]。

（3）在微生物领域中的检验。近红外线在微生物领域中的检验方式多种多样，且体系性十分强，精确度极高。传统检验过程中国的微生物测试法主要是利用聚合酶分子的动态结构和反应，但它的准确性不如近红外线检验技术。在该技术的基础上，工作人员以样本为载体，按照原始数据的组合方式重新排列，从线性因子的组合程序出发，按照分子能量的高低判断。如果能量的扩散速度相对较快，磁体共振规律呈现出上下浮动的现象，则说明微生物在食品中的成分过多。同时，也可以通过线性规则判断。正常情况下，近红外线光谱有两条定量路径，将不同路径分别命名为X和Y。当X和Y出现重叠的情形时，则说明分子间的间距过于密集，甚至呈现出无规则变化趋向，则可判断食品中还有一些有害的微生物[4]。