现代近红外光谱分析在食品检测中的应用

齐伟杰

随着我国居民生活水平的逐渐提升，人们对食品安全的要求也变得更高。在食品行业中，食品安全检测是最重要的质量保障环节，不仅与企业经济效益有着密切联系，同时还关乎着食用者的健康。光谱分析技术因为自身特点，在各大领域中被广泛利用。其中近红外光谱分析技术，更是因为相比于传统食品检测技术具有更加环保、高效的特点，在近些年里被广大食品行业所青睐。为促进对这一技术更好的应用，本文针对其原理和优缺点进行分析，明确了其在食品检测中的具体应用，希望能提升该项技术在食品检测中的应用水平，推动我国食品安全的发展。

一、现代近红外光谱技术概述及原理分析

1.概述。近红外光光谱分析技术是光谱分析中常见的一类技术，该技术中的红外光是一种电磁波，能够对物质进行定量分析和对其结构进行加工处理，相比于其他光谱，其在结构物质中有不同的传播特性，特别在光纤中具有出色的传播能力。由于该项技术对物质的检测效果良好，同时相比于传统的检测技术具有更多的应用优势，因此在食品检测中逐渐占据了重要的地位，被食品行业广泛应用。该技术的应用使食品检测逐渐走向绿色检测和无损检测，进一步提升了我国在食品安全上的检测水平。

2.原理。在利用近红外光谱分析对食品样本进行检测时，会利用特定的函数关系对食品样本自身的结构和各方面的特性进行定性和定量，借助食品样本的性质变化得出其区别，并建立相应的光谱样本模型。相关技术人员在进行预测光谱时，需要针对已知光谱建立相应的光谱模型进行研究，并且可以通过不同的性质对样本模型进行矫正，借助该种方式，可以快速获取食品检测的数据。

二、现代近红外光谱技术的优缺点分析

1.优点。近红外光谱技术在实际应用中具有多方面的优势，主要表现在七个方面。一是因为所使用的电磁波具有良好的传导性，因此能够在食品生产过程中进行多通道检测，从而在各个节点上对其质量进行把控和检测。二是对检测样本的物质结构不会造成伤害，因此能够达到无损检测的目的。特别在进行活体检测时，能够避免对活体造成损伤，因此，相比于传统检测更具有优势。三是在利用该项技术进行检测时，样本不需要进行预处理，因此降低了时间的消耗，提升了检测效率。而且，对同一样本该项技术能够实现对其不同性质进行分组检测，有效地提升了检测的速度。四是因为该项技术对检测样本的形态局限性较低，无论是液态还是胶体都能快速进行分析，因此能够在更多的场景中进行应用，可以降低相关企业在检测上的设备投入成本。五是该项技术的能耗以及设备维护成本较低，能够更好地为企业的经济效益提供保障。六是在实际应用过程中该项技术不会对周边环境造成较大的影响，因此也成为当下符合绿色发展原则的重要绿色技术之一。七是该项技术的操作要求较低，对操作人员的专业素养要求不高，可以有效降低相关企业在工作人员上的技术培训投入。

2.缺点。首先，近红外光譜分析虽然省去了样本预处理环节，但是其测定结果会受到样本所处的检测环境和测定条件影响，同时样本本身性质会因为环境原因产生一定的变化，使测量结果的准确性降低。其次，因为存在一种基因被多个波长吸收的现象，在多组分样品中，容易出现谱峰重叠从而影响数据准确性的情况。再次，因为近红外光谱分析中的测定精度与参比分析精度有关，所以其测定结果会受到其精度的影响。最后，其所建立的光谱模型，也需要更多的已知样品进行补充。

三、现代近红外光谱分析

在食品检测中的具体应用

1.食品掺假检测。食品掺假是影响食品安全的重要因素之一，在缺少检验设备和方法的情况下，普通消费者无法从外观对食品成分进行分析。部分不良商家会从食品外表出发，为降低食品生产成本而进行掺假。针对食品掺假，相关监管人员可以抽取可能存在食品掺假的食品进行近红外光谱分析检测，借助该技术的高效性和环保性，在无损的情况下对食品的内在成分进行光谱分析，从而快速地判断是否存在掺假情况。

2.酒类食品检测。酒类食品一直是我国消费量较大的食品之一，其种类多样，利用传统食品检测方式会造成巨大的成本消耗。而利用近红外光谱分析技术，能够快速检测酒类食品中的乙醇含量。例如，该项技术能够判断诸如葡萄酒等苯酚或其他参数的含量，从而预测其最佳的采摘和酿造时期。在啤酒生产过程中，该项技术能够通过对其中的乙醇和还原糖含量进行检测，从而判断其是否符合生产标准，并进行质量把控。

3.酿造食品检测。酿造食品主要涵盖两类，一是酱油类产品，利用近红外光谱分析时能够快速获取该类食品中总氮和总氨的含量，从而实现质量检测。二是醋类产品，利用该项技术进行醋类食品的检测时，能够利用对总氨和还原糖的快速检测，提升对成品醋的分类效率。传统的检测方式较为复杂，需要大量的操作步骤和化学试剂，因此对检测人员的专业素养有着较高的要求。利用近红外光谱技术进行检测，相比于传统化学检测，省去了预处理以及各类试剂的检测步骤，在速度上更快，并且结果更加准确。

4.食品原产地鉴别。为进一步保障消费者的权益，相关检测人员在进行食品检测时会针对食品产地进行检测。该过程主要通过对食品特征和性质进行分析，从而判断其原产地。为提升这一过程的效率，可以利用近红外光谱分析技术建立相关模型，对其存在的不同组分进行分析，从而快速地获取准确的结果，进一步提升检测效率。

5.食品质量和区别检测。不同种类的食品存在着不同的性质特点，而同一类产品也会存在质量差异。例如奶粉产品，因为品牌的不同会存在一定的品质区别，但是普通消费者很难针对产品外表对其区别进行分析。因此需要利用近红外光谱分析技术，结合相应的算法技术，搭建光谱模型，并在这一基础上进行数据分析，从而实现对不同种类产品的质量进行区别，保障消费者的利益。

6.牛乳制品检测。牛乳制品在生产过程中可以利用近红外光谱分析技术进行质量把控，借助该项技术对其脂肪含量、蛋白质等营养成分进行分析，实现化学成分的控制。该项技术可以结合光谱技术搭建营养组成模型，从而对牛乳制品中的营养含量进行有效的评估。并且在一些生产环节中，因为不能使用传统的检测方式，可以利用该项技术提升相关工作人员对生乳营养成分以及成品的质量控制。同时利用近红外光谱分析技术建立相应的鉴别模型，结合对应的鉴别方法，还可以有效检测出其中还原奶的含量，实现牛奶掺假鉴别，从而保障牛奶质量。

7.肉制品检测。肉制品因为其状态特殊在进行检测时会比较困难，传统检测技术应用效果较差，无法满足检测需求，因此近红外光谱分析技术逐渐在该领域中得到应用。例如在进行牛肉检测时，可以借助该项技术的光谱分析对其嫩度和物质含量进行数据获取，从而判断其品质;或是检测猪肉等肉质产品的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，以及肉类中是否有残留药物，以避免药物残留超标的肉类对消费者产生健康危害。随着该项技术在肉类行业的逐渐应用，进一步保障了肉类产品在市场中的质量水平，为质量控制提供了有效帮助。

四、结束语

食品安全是保障企业效益和消费者健康的重要内容，在进行食品检测时应当利用更加先进的检测技术，更好地提升检测水平，保障食品质量。近红外光谱分析技术借助自身优秀的特征，能够在许多应用场景中使用。但是，该项技术在应用过程中仍旧存在一些技术上的问题，需要加强改进。因此，相关企业应当加强对此类技术的研发投入，使该项技术在食品行业中更加有效地被利用，进一步提升我国的食品健康水平。