现代近红外光谱技术在食品检测中的应用分析

曲玉超，贾 俊，宫国强，张爱国，张 宁

（1.吉林天圆检测有限责任公司，吉林长春 130022；2.吉林省产品质量监督检验院，吉林长春 130103）

食品安全不仅关系着人们的生命安全，也关系着我国社会的稳定、健康发展。因此，保证食品安全至关重要。现代近红外光谱分析技术是一种电磁波处理技术，该技术可以对物质进行定量和定性分析，能够高效分辨食品的性质变化。相比于传统的食品检测技术，现代近红外光谱分析技术具有更加环保、更高效的特点，在食品安全检测中发挥着积极的作用。

1 现代近红外光谱分析技术的概述

1.1 现代近红外光谱分析技术的特点

现代近红外光谱分析技术是近年来迅速发展起来的一门高新分析技术，在物质检测中发挥着重要作用。①近红外光谱技术是快速的，在该技术的支持下，校准模型可以快速地确定样品，并分析其成分和组成。②近红外光谱处理效率高，可以完成多个样品的测定和分析，并准确确定样品的成分含量。此外，近红外光谱技术具有良好的分析能力，可以将被测光谱信号通过光纤传输，方便在修正模型计算后直接显示样品的成分或性质结果[1-2]。

随着数字光谱仪器和化学计量学的发展，现代近红外光谱技术得到了迅速发展。现代近红外光谱分析技术属于分子振动光谱的双频和主频吸收光谱。该技术中的红外光是一种电磁波，可以对物质进行定量和定性分析。相比于其他光谱分析技术，现代近红外光谱在结构物质中有着很好的传播特性，特别是在光纤中，其传播能力显得更为优异。同时，现代近红外光谱分析技术中的金红外光的频率与样品的振动频率不同，该频率的红外光不会被吸收。

1.2 现代近红外光谱分析技术的工作原理

近红外光谱是一种介于可见光和中红外光之间的电磁波谱，是通过伸缩振动倍频和合频进行光谱识别的。在近红外线区域，通过科学的化学计量，可以对近红外线区域的光谱吸收情况进行统计与处理，然后建立相应的校正模型（图1），通过该模型，可以反映样品吸收光谱与其成分浓度之间的关系，而通过这一关系，可以对样品的成分或性质进行判别。在食品检测中，通过化学计量方法建立的校正模型，可以很好地避免各种因素对光谱的干扰，大大地提高检测结果的准确性。

2 现代近红外光谱分析在食品检测中的应用

2.1 食品掺假检测

食品掺假是一种欺骗行为。例如，食品售卖者通过一些非法行为改变食品的卖相，或者在食品中加入一些成分以此迎合消费者的心理。食品掺假不仅扰乱了食品销售市场，还会损害人们的利益，威胁人们的健康。应用现代近红外光谱分析技术，可以对食品的掺假成分进行分析。以乳制品为例，当前社会乳制品掺假现象比较严重，一些不法分子在乳制品中加水稀释、加碳酸钠、明矾等调节酸度。在乳制品的掺假检测中，检测部门可以采用现代红外光谱分析技术对乳制品的组成进行分析。光谱检测分析中不消耗样品，从外观到内在都不会对样品产生影响，同时通过相应的测样器件，可以直接测量不同物态的样品，从而快速判断样品中是否存在掺假问题，一旦发现样品存在掺假问题，有关部门可以对该批产品进行处理，防止产品流入市场。

2.2 食品质量检测

若食品质量出现问题，不仅会影响到食品的口感，严重的还会引起中毒，威胁到消费者的生命安全。对于消费者而言，他们主要是通过肉眼来观看食品的外在包装与食品的色相，只要食品包装无问题，且产品没过期即可使用，但是一些食品的危害成分并不能通过肉眼判断，需要借助更为先进的技术来进行检测。现代近红外光谱分析技术的出现很好地解决了食品质量安全问题。应用现代近红外光谱分析技术，可以对食品中的相关成分进行测定，从而判定食品是否安全[3]。

2.3 酒类食品检测

酒类食品种类繁多，在我国有着很大的消费市场，如何把控好酒类食品质量安全是一个非常重要的课题。在酒类产品的检测中，传统的食品检测方法无法对酒类食品的成分进行有效识别。酒类产品的检测主要是检测产品中的乙醇含量，而应用现代近红外光谱分析技术，可以对酒类产品中的相关成分进行有效识别。例如，在啤酒的检测中，现代近红外光谱分析技术可以通过对啤酒中的乙醇和还原糖含量进行检测，从而判断啤酒生产是否符合标准，并对其质量进行把控。再如，在葡萄酒的检测中，应用现代近红外光谱分析技术，可以对葡萄酒中的苯酚及其他参数的含量进行判定，从而预测其最佳的采摘和酿造时期，保证酒品质量过关。

2.4 酿造食品检测

在消费类食品中，酿造类食品占据着很大的比重，大致可分为酱油类产品和醋类产品两大类。根据国家相关规定，在酿造类食品生产中，相关产品中的参数需要符合国家规定（表1）。通过表1发现，这些参数的测定需要借助更为科学的技术。现代近红外光谱技术的应用，可以准确地测定产品中的参数值[4]。以酱油类产品为例，通过红外光谱分析技术，可以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；再如，在醋类产品的检测中，通过近红外光谱分析技术，可以快速检测产品中的总氨和还原糖含量。此外，近红外光谱分析技术省去了预处理以及各类试剂的检测步骤，可以对成品醋类进行有效分类。

表1 酱油中可溶性无盐固形物、全氮、氨基酸态氮参数参考表

3 现代近红外光谱分析在食品检测中应用时需要注意的问题

3.1 注重样品的采集与保存

在食品检测中，样品的采集与保存是一个非常重要的工作，如果食品检测中所用的样品出现问题，就会出现检测结果与实际情况不符的情况。因此，工作人员在采样时，必须按照规范的程序进行。在采样时，尤其是一些熟食的采样，需要做到无菌处理，而且采样必须明确样品的日期、批号等参数；采集好的样本需要进行相应的处理，如冷藏、保鲜，并立即送检。

3.2 科学选择仪器和试剂

在现代近红外光谱分析技术应用过程中，选择适配的仪器和试剂十分重要。针对食品检测所要用的仪器，需要根据样品检测要求来选择，且仪器使用前需要进行校准，一旦发现仪器出现问题，要及时处理[5]。针对食品检测所用的试剂，为了避免试剂对检测结果造成影响，在使用试剂时，需要确保试剂质量过关。如果发现试剂存在问题，应更换试剂，从而确保检验结果的准确性。另外，针对食品检测所用的仪器设备，需要做好养护，避免设备受到外在因素的干扰。

3.3 检测方法的确定

不同的食品，其组成也会不同，这也要求在具体检测时需要根据食品的性质选择合理的检测方法。一般情况下，工作人员在拿到检测样品后，需要根据样品的组成或性质，选择适配的方法，从而准确地检测出样品的成分。如果在遇到比较复杂或者成分较多的食品时，需要采用多种检测方法并用，以此提高检验结果的科学性。

3.4 优化检测环境

现代近红外光谱分析应用过程中，如果工作环境不合规，就会对检测结果造成影响。因此，营造良好的检测环境十分重要。①在构建食品检测实验室时，需要对实验室的功能进行合理划分，各功能区域之间既要保持一定的联系，也要互不影响。②结合各个区域的功能性要求，配备完善的设备，包括消毒设施、保温设施、加热设施和冷藏设施等[6]。③在食品检测中，实验台面要防水、无渗漏、易于清洁和消毒，并具有耐消毒剂、酸、碱、有机溶解剂和中等热度的作用。④工作人员需要对实验室进行消毒处理，防止实验室滞留灰尘、杂质。

4 结语

现代近红外光谱分析技术在食品检测中有着较大应用价值。该技术检测效率高、速度快，能够准确地测定食品组成的含量，从而方便进行食品安全控制。我国不仅要深入研究现代近红外光谱分析技术，还需要结合食品检测要求，打造良好的检测环境，保证检测仪器设备可靠，提高工作人员的业务水平。唯有如此，才能更好地发挥现代近红外光谱分析技术的作用，保证食品检测结果的有效性、科学性，进而保证食品的安全可靠。