红外光谱技术在食品检测中的应用

赵磊

红外光谱分析技术在20世纪90年代末开始了较为广泛的应用，在此发展背景下，人们研发出了更为先进的红外光谱技术。近红外光谱技术因其能定性、定量且快速有效地分析有机物而备受人们的青睐，目前，近红外光谱分析在我国的各个领域都可以看到，尤其在食品领域，红外光谱分析发挥了十分重要的作用，比传统的食品检测更加环保，同时效率更快，准确率更高。

红外光谱技术的原理

当一个连续波长的红外光通过一个物质时，该物质分子中一个基团的振动频率或转动频率可以保持与红外光的振动频率或转动频率相同，该分子吸收能量，并从原来的基态振动能级向更高的能级过渡。分子吸收红外辐射后，发生振动和转动能级跃迁，此时波长的光为物质吸收。因此，红外光谱实际上是一种根据分子内原子的相对振动和旋转信息来识别和分析化合物的方法。

红外光谱技术应用特点

红外光谱技术是一种利用光谱学监测食品组成成分及性质变化的技术。红外光谱仪器一般由光源和单色器两部分组成，每个零件都有着它们特定的功能。所以在对红外光谱仪器的设计和组装过程中，一定要确保每个组件的性能都保持原本的完好性。由于组件的不同，用途也大不相同，所以红外光谱仪器可以划分为很多类，不同的光源代表了它们不同的用途。红外光谱技术特点：①红外光谱技术可以有效避免对样品的损害。该技术利用光纤传播的方式来检测样品的情况是否异常，尤其当样品为活体时，相对于其他检测技术，红外光谱技术的优势更加明显。②分析效率高。在过去的食品检测中，由于技术的落后，经常要在检测前先对食品进行预处理，然后才可以对食品进行检测。而运用红外光谱技术，不仅不需要对食品进行预处理，还能大大缩短食品检测时间。③传输性能较高。红外光谱技术应用的是红外光，其特点是可以在光导纤维中传导，对今后多传输通道的发展具有重要的意义。④节能环保。红外光可以直接检测食品，不但免去了很多繁琐步骤，节省了资源，还不会对外界环境产生影响，环保性能突出，符合我国绿色环保的主题。

红外光谱技术在食品检测中的应用

在对于混合物以及纯化物的检测中进行应用。其实红外光谱指纹特点相对来说会比较的明显，在使用红外光谱检测技术的过程中一般来说可以对于被检测物质中所出现的结构上以及成分含量的变化都进行检测，同时在使用此技术对于纯化物进行检测可以通过对于红外光谱中所体现的明显的差异进行体现，我们可以通过对于直接观察的方法直接通过对红外光谱图的变化进行一定的区分和辨别。而对于混合物的结构进行检测的过程中，由于其本身结构以及成分的复杂想，因此直接通过对于红外光谱涂的差异进行观察无法对其进行判断，这时候就需要借助一些分辨性相对来说比较强的技术来对于混合物进行检测。

近代光谱技术的应用。随着时代的进步与发展，食品安全问题越来越受到社会各界的重视，食品质量的好坏直接影响到人们的身体健康，因此，寻找一种能够对各种食品进行快速无损检测的分析技术成为人类社会迫切需求。例如，人们日常生活必需品食用油质量的检测。近红外光谱分析技术已经可以实现对食用油中各种脂肪酸含量的测定，对调和食用油成分的定性分析，从而保障食用油质量安全，杜绝劣质油品和地沟油的出现。对于婴幼儿生活必需食品奶粉质量的检测，近红外光谱技术可以对掺假奶粉成分进行快速检测，例如，对奶粉中大豆蛋白、尿素和淀粉掺入情况的定性或定量分析测定。近红外光谱技术除了可以对食用油和奶粉品质和成分的快速检测外，还可以对新鲜水果中果糖、蔗糖、可溶性固形物和农药残留进行定量分析，对果实品种、果实成熟度、有病虫害的二次果和损伤果进行定性识别。对于日常生活中必不可少的肉类食品，近红外光谱技术还可以对肉食品的新鲜度進行检测。

定量测试检测应用。在对现阶段的食品样品检测过程中对样品检测的需求很难仅仅依靠红外光谱技术自身进行完成，因此在此过程中就需要更多的借助相应的化学计量学的方法或者是其他的检测技术和软件来进行综合性的检测。同时在检测过程中，对于试样品特征的提取以及模型的建立过程中就需要更多的使用化学计量学的方法来进行。其中红外光谱技术在定量检测中主要应用在对于油脂类食品的品质解析项目过程中，而想要更好的对食品样品中的油脂脂肪酸的不饱和程度进行判断，就需要更多的利用碘值来进行，而对酸败程度进行检测则需要更多的借助酸值来进行，食品的氧化程度进行分析需要借助氧化值来进行，对食品的质量进行判断可以通过对食品油中饱和脂肪酸以及不饱和脂肪酸两者含量来进行测定。在对于以上相关测定数值进行检测的过程中需要更多的常规的测定的方法来进行，同时还需要使用到大量的化学验样品还需要大量的食品样品，但在测定的时间上也无法保持固定，需要耗费大量的人力物力以及财力。通过化学计量学的方法将其和红外光谱技术构建校正模型两者技术相结合可以更好地对以上的指标进行快速的检测，在对于检测成本和时间进行节省的同时，还能够对于检测的效率以及准确性都进行提高。

进行定性鉴别。在对进行定性鉴别的过程中会更多的利用FTIR食品检测基础，主要会对于银耳，黑木耳以及黑牛肝菌三种食用菌来进行检测，可以更好的通过其光谱反应之间存在的差异来进行检测。对于这三种食用菌样品红外光谱技术所得出的光谱图进行分析我们可以更好的发展就是和黑木耳和银耳量两者之间接近度会非常的高，但是黑牛肝菌谱峰和以上两者也就是银耳和黑木耳两者的谱峰之间所存在的差异相对来说比较明显。在检测过程中我们可以更多地通过对于吸收强度数据进行分析从而对黑木耳和银耳两者进行区分。在对于道地山药和普通山药两者之间所存在的细微差别进行区分。二线线性投影图是聚类分析的主要形式，在使用此技术进行分析的过程中我们可以通过二线线性投影图进行使用以及分析的过程中，其所选的结果来相对来说会更加的直观，因此可以实现对于聚类所用明确区分的效果。其实红外光谱技术在发展过程中逐渐的吸收越来越多的技术，并对于自身所存在的缺陷住处进行改进来实现更进一步的发展。其中红外光谱技术在发展过程中主要吸收了化学计量学技术、基础测试技术、计算机技术以及光谱测量技术等，其本身测量迅速、方便、无损耗、绿色无污染、效率高、成本低等特点已经逐渐的凸显出来，这对于很多食品检测研究学者来说是一个很好的方向选择。

红外光谱技术可以提高食品安全检测的质量和准确性。然而，在食品安全检测领域，红外光谱技术的应用还没有达到极限。只有通过进一步的研究，才能为食品安全质量检测的持续发展提供有力的支持和更好的协助。