拉曼光谱在食品包装和生物污染物快速检测中的运用

2021-11-29董振华朱晗昀

食品安全导刊 2021年23期

关键词：曼光谱食品包装拉曼

董振华，朱晗昀

（绿城农科检测技术有限公司，浙江杭州 310051）

食品包装检测工作非常重要，可有效控制包装安全性。为此，需要合理运用拉曼光谱技术，提升检测效率，保障检测过程的顺利进行。拉曼光谱检测不会对检测对象造成损坏，可对生物污染物进行有效地检测，检测结果具有较高的精度，保障检测结果的可靠性。

1 拉曼光谱在食品包装检测中的主要技术

1.1 表面增强拉曼光谱技术

拉曼光谱具有较强的穿透性，采用表面增强方式使强度提升102～103倍，可提高拉曼光谱的检测效率。受到粗糙金属表面的影响，可使待测物的拉曼信号显著增强，扩大拉曼光谱的运用领域，在食品包装检测中具有较强的优势。在电磁效应影响下，可进一步增加拉曼光谱的强度，光谱性质更加活跃，提升入射吸附作用，使拉曼光谱技术得到有效运用。应用拉曼光谱技术时，需要建立良好的基底条件，使拉曼光谱形成良好的表面，进而保障拉曼光谱的强度。拉曼光谱基底的规格易于控制，能够将拉曼光谱强度提升106～108倍，并且可以形成稳定的控制结构，拉曼光谱检测技术更易于实现，检测效率得到有效提升[1]。

1.2 共聚焦显微拉曼光谱技术

共聚焦显微拉曼光谱技术需要使用光学显微镜，对拉曼光谱进行全面地分析，提高拉曼光谱的辨识效率。在实施该技术时，需要使用显微镜进行聚焦，对目标信息进行获取，确定拉曼光谱的具体影响，有效地识别拉曼光谱信息，使样品能够得到全面分析。在观察样品过程中，会受到外界信号的干扰，对检验结果造成一定的影响。通过共聚焦方式，可以有效地避开干扰问题，有效地抑制干扰信号形成，使样品的结构更易于观察。为了进一步提高拉曼光谱检测的精度，全面获取样品信息，可以将同位素标记法与该技术相结合，定向对生物污染物进行观察，确定元素的流动方向，提高检测效率。

1.3 拉曼光谱分析与化学计量学

拉曼光谱检测工作完成后，需要对样品成分进行分析。拉曼光谱中包含信息较为复杂，将会为分析过程待带来一定的难度，需要合理地选择分析方法，提升拉曼光谱技术精度，使分析结果更加准确。化学计量学是分析拉曼光谱的重要方法，需要将多种学科的知识应用在其中，有效地辨识拉曼光谱，使光谱能够具有明显化地差异，保障拉曼图谱分析方法的有效性。由此可见，化学计量学对拉曼光谱分析具有较大帮助，需要通过计算机合理地进行统计，对拉曼光谱进行运算分析与光谱比对。通过这种方式，可以提高对样品分析的控制水平，能够定量对样品进行研究，增加分析结果的可靠性[2]。

1.4 拉曼光谱在食品安全中的应用

拉曼光谱对于食品安全检测具有突出作用，可以有效地保障食品的安全性，防止食品受到生物性污染。拉曼光谱在食品检测中的主要应用如下。①通过增强拉曼基底进行检测，并且结合同位示踪的方式对污染物进行确定，使样品成分能够得到准确地分析，使样品检测具有良好的效率。例如，将碳沉积铜网作为基底，可对食品中的三聚氰胺成分进行检测，检测精度可以达到10-11mol/L，检测结果具有较高的精度。②采用双酚残留法进行快速检测，可提高样品成分的检测效率，形成有效的拉曼信标分子，使生物污染物能够得到有效分析，可以起到较强的生物识别作用。③采用表面电荷方法对菌体进行分析，使拉曼增强信号得到有效测量，使生物污染物得到有效识别。

2 拉曼光谱在生物污染物快速检测中的运用

2.1 生物污染物分析

生物污染物包括病菌、病毒等，对人体具有较大的危害，会增加人体患病的风险。生物污染物来源较广，食品原料、加工和变质等导致的生物污染物较多，需要严格对食物进行检测，降低生物污染物对人体的威胁，提高食品的安全性。生物污染物繁殖较快，一旦对食品造成污染，将会很难进行清除，需要采取有效的应对措施，并且做好食品监测工作。通过拉曼光谱技术可以对生物污染物进行快速检测，可以对微生物进行有效地识别，为食品的安全性提供重要保障。生物污染物分析需要通过实验的方法进行实现，检测过程较为复杂，但却具有较高的检测效率，可以实现快速检测过程[3]。

2.2 生物污染物检测

生物污染物检测需要有完善的检测方法，并准确分析检测数据。生物污染物检测需要用到透射电镜、显微共聚焦拉曼光谱仪等仪器，使生物污染物能够得到定向检测，使检测结果更加地精准。生物检测过程中，重点主要是3 个方面。①需要做好银纳米颗粒的制备工作，需要在80 ℃的条件下进行，通过AgNO3溶液、聚乙烯吡咯烷酮、NaBH4溶液完成制备过程，为生物污染的分析进行充分准备。②需要对银纳米颗粒进行标记，通常采用修饰标记法，通过DNA 片段构成Ag-Sh 键，可以起到良好的标记作用。修饰稳定后，加入拉曼信号标志物溶液，有效地跟踪银纳米颗粒，进而对DNA 片段间接进行标记。③对银纳米颗粒进行钝化处理，需要由Mg(NO3)2溶液实现，可以起到较强的振荡孵化效果。将其置于5 ℃环境下，时间为30 d 左右，对检测结果进行分析[4]。

2.3 拉曼光谱结果分析方法

结果分析主要包含以下5 个方面。①表面特征分析。采用透射电镜对银纳米颗粒观察发现，颗粒呈现均匀分布状态，符合样品检测的标准，可以用于后续实验结果的分析。②组装表征分析。通过透射电镜对DNA 修饰状态进行分析，确定样本组装结构的完整性，样品组装结构需要得到98%以上，这样才能提高分析结果的精度，保障实验过程的有效性，使修饰结构（Ag-Sh 键）具有良好的稳定性。③传感检测可行性分析。对组装后的银纳米颗粒进行检测，取5 mL 溶液，向其中逐渐加入黏蛋白溶液，若Ag-Sh 键未发生断裂或断裂数量小于1%，表明修饰结构具有较强的稳定性。④纳米银颗粒浓度分析。通过显微共聚焦拉曼光谱仪对纳米银颗粒浓度进行测定，检测过程采用拉曼光谱对比的方式，对检测物质的浓度进行确定，可以对纳米银颗粒浓度进行快速地分析，并且具有较高的准确性，使检测结果更加可靠。⑤通过纳米银颗粒的数量确定生物污染物的浓度，确定食品的生物污染状况，得出准确的样品检测结果。可以对生物污染物进行检测，为了保证检测结果的准确性，需要严格按照实验步骤进行，并且合理地对实验设备进行使用[5]。