探讨红外光谱技术在食品检测中的应用

2024-01-31曹涛黄国春骆权勇廖金萍陈纯陈亮燕广东省检迅检测科技有限公司深圳市亿腾检测科技有限公司

食品界 2023年12期

文曹涛黄国春骆权勇廖金萍陈纯陈亮燕 .广东省检迅检测科技有限公司；.深圳市亿腾检测科技有限公司

1.前言

近年来，随着社会的不断发展和进步，人们对于食品的质量要求也越来越高。而红外光谱技术作为一种新兴的检测技术，因为其具有高效、准确、快速等特点，所以在食品检测中得到了广泛的应用。红外光谱技术利用不同物质对不同波长的吸收率不同的原理，通过采集分析样品表面红外吸收光谱，即可判断其物质类型。对此，本文对红外光谱技术在食品检测中的应用进行探讨，希望能够为今后红外光谱技术在食品检测中的应用提供一些参考。

2.红外光谱技术的原理

红外光谱技术是一种非常重要的食品检测方法。它基于物质与红外光的相互作用，通过分析物质对红外光的吸收、散射和反射等特性，来确定样品的组成和结构。红外光谱技术的原理主要包括吸收和散射两个方面。吸收谱是通过测量样品吸收红外光的能量来获取样品的红外光谱信息；而散射谱则是通过测量样品对红外光的散射现象来获取样品的散射红外光谱信息。这些谱线可以提供样品组分、结构和相对含量等方面的有用信息。

3.红外光谱技术的应用价值

红外光谱技术可以用于快速、无损、非破坏性地检测食品中的成分、质量和安全性等方面的问题，具有较高的应用价值。红外光谱技术在食品检测中的应用非常广泛。首先，它可以用于食品成分的定性和定量分析。通过红外光谱技术，我们可以准确地确定食品中各种成分的存在情况和含量。比如，脂肪、蛋白质、糖类等。这对于食品的品质控制和合规性检测非常重要。其次，红外光谱技术还可以用于食品质量和安全性的检测。食品中常会存在一些有害物质或污染物，如农药残留、重金属、真菌毒素等。通过红外光谱技术的应用，可以对食品样品进行快速筛查和检测，以确保食品的安全性和合规性。然后，红外光谱技术还可用于食品的产地溯源。通过对不同地域食品的红外光谱特征的分析，可以判断食品的产地。这对于食品追溯和打击食品走私具有重要意义。最后，红外光谱技术还可以用于食品的储存和保鲜。通过红外光谱技术监测食品中水分、氧气、二氧化碳等的含量和分布情况，可以实时监测食品的变质程度和储存条件，以延长食品的保鲜期和保持食品的品质。

4.红外光谱技术的特点

红外光谱技术通过光谱学来监测食品组成和性质的变化。典型的红外光谱仪包括光源和单色器两个部分，每个部件都有特定的功能。因此，在设计和组装红外光谱仪器时，确保每个组件的性能保持原样是至关重要的。由于不同的组件具有不同的用途，因此可以将红外光谱仪器分成多个类别，其中不同的光源代表着它们的不同应用。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。该技术使用光纤传播的方式来检测样品的异常情况，尤其是对活体样品而言，相较于其他检测技术，红外光谱技术的优势更为明显。②分析效率高。在过去的食品检测中，由于技术的滞后，常常需要对食品进行预处理后才能进行检测。然而，利用红外光谱技术，不仅无需进行食品预处理，还能大大缩短食品检测时间。③传输性能较高。该技术利用红外光进行传输，能够有效地在光导纤维中传导，对未来多传输通道的发展具有重要的意义。④节能环保。通过直接使用红外光进行食品检测，避免了许多繁琐步骤，节约了资源的使用。同时，该技术对外界环境也没有任何影响，具有突出的环保性能，符合我国绿色环保的主题。

5.红外光谱技术在食品质量检测中的应用

5.1食品成分分析

红外光谱技术在食品成分分析中的应用广泛而有效。通过利用红外光谱技术，可以快速准确地确定食品样品中的各种成分，包括脂肪、蛋白质、碳水化合物等。红外光谱技术基于不同物质对红外光的吸收特性，通过测量样品在不同波长光谱下的吸光度来分析样品的成分。这种非破坏性的分析方法不仅可以保持样品的完整性，还能够快速获取大量数据，提高分析效率。因此，红外光谱技术在食品成分分析中被广泛应用，可以用于食品质量评价、真伪鉴别、添加剂检测等方面，对保障食品安全和提升食品质量具有重要意义。红外光谱技术在食品成分分析中还具有许多优势。首先，它具有高度的准确性和灵敏度，能够对微量的成分进行检测和分析。其次，红外光谱技术操作简便，不需要复杂的预处理步骤，节省了时间和人力资源。此外，红外光谱技术还能够同时检测多种成分，提高了分析效率。另外，在食品加工过程中，红外光谱技术还能够监测食品中的营养成分变化，帮助食品生产商进行产品控制和质量管理。总之，红外光谱技术在食品成分分析中的应用给食品行业带来了很多好处，不仅提高了食品质量的检测水平，还为食品安全提供了有力的支持。

5.2食品真伪鉴定

传统的食品真伪鉴定方法往往需要较长的时间和复杂的实验操作，并且对人员要求较高。然而，红外光谱技术通过分析食品中的红外辐射谱图来识别和鉴定食品的成分和结构，具有操作简便、快速高效等优点。通过建立食品真伪鉴定的红外光谱数据库，可以实现对食品中添加物、农药残留等的准确检测和鉴定，为食品质量监管提供了有效的手段。红外光谱技术在食品真伪鉴定中的应用具有广阔的前景和潜力。红外光谱技术在食品真伪鉴定中的应用不仅可以用于检测食品中的添加物和农药残留，还可以用于确认食品的品种和产地。通过对不同食品样品的红外光谱进行比对分析，可以找到各个食品的特征峰，从而判断食品的真实来源和成分。例如，通过对葡萄酒样品进行红外光谱分析，可以确定其品种和年份。红外光谱技术还可以用于检测食品中的质量问题，如腐败、霉变等。通过比对食品样品的红外光谱图谱，可以及时发现食品质量问题，并采取相应的措施进行处理和监管。因此，红外光谱技术在食品真伪鉴定中的应用，可为食品行业提供可靠的质量保障和消费者信任。

5.3食品安全检测

食品安全检测是确保食品质量和保护消费者健康的关键环节。在过去的几十年中，红外光谱技术已被广泛应用于食品检测中，以检测和识别食品中的各种成分和污染物。红外光谱技术通过测量食品中吸收的特定波长的红外光来分析其化学组成。这种非破坏性的分析方法可以快速、准确地确定食品中的蛋白质、脂肪、糖类等成分的含量。与传统的化学分析方法相比，红外光谱技术具有操作简单、分析快速、无需昂贵的试剂和高度敏感等优势。因此，红外光谱技术在食品质量检测中的应用前景广阔，将有助于提高食品安全水平和保护消费者的健康。此外，红外光谱技术还可以用于检测食品中的污染物和残留物。食品中可能存在着农药、重金属、微生物等有害物质，这些物质对人体健康有潜在的危害。红外光谱技术可以通过分析食品样品中的红外光谱图，快速鉴定和定量污染物的存在。通过建立样品与已知污染物之间的光谱相似性模型，可以准确地检测出食品中的污染物含量，实现快速、可靠的食品安全检测。此外，红外光谱技术还可以用于食品的质量控制和品质评估。通过红外光谱技术，可以对食品的新鲜度、成熟度、储存条件等进行评估。例如，在水果和蔬菜的质量控制中，红外光谱技术可以检测出其中的呼吸气体浓度和蛋白质含量等指标，从而判断其成熟度和新鲜度。通过监测食品的光谱变化，可以实现对食品质量的快速检测和控制，帮助食品生产商提高产品质量和降低损耗。综上所述，红外光谱技术在食品检测中具有广泛的应用前景。它可以实现对食品中成分和污染物的快速、准确检测，有助于保障食品安全和消费者健康。此外，红外光谱技术还可用于食品质量控制和品质评估，促进食品行业的发展和提升。随着红外光谱技术的不断进步和创新，相信它将在食品检测领域发挥越来越重要的作用。

5.4定量测试检测应用

通过红外光谱仪，可以获取食品样品中的红外光谱信息，并且利用化学分析方法，将所得光谱信息与已知的标准样品进行比对和定量分析。例如，利用红外光谱技术来检测食品中的添加剂含量，如防腐剂、着色剂等。同时，红外光谱技术还可以用于检测食品中的营养成分含量，如蛋白质、脂肪、糖分等。红外光谱技术还可以应用于食品中的污染物检测，如农药残留、重金属等。通过红外光谱技术的定量测试检测应用，可以实现对食品质量的快速和准确评估，从而保障食品安全。除了在食品质量检测中的定量测试应用外，红外光谱技术还可以在食品中进行其他的检测应用。例如，红外光谱技术可以用于食品中的质量鉴别。通过比对不同食品的红外光谱信息，可以快速鉴别出食品的真伪和品种。这对于检测食品中的掺假问题和保护食品品牌具有重要意义。红外光谱技术还可以应用于食品中的微生物检测。红外光谱可以捕捉并分析食品中微生物的特征光谱，通过对光谱的解析和比对，可以得出食品样品中是否存在细菌、霉菌等微生物污染的结果。这种非接触、快速、准确的检测方法可以帮助食品生产企业及时发现和处理食品安全问题，提高食品质量和安全水平。总的来说，红外光谱技术在食品检测中的应用非常广泛，不仅可以用于定量测试检测，还可以用于质量鉴别和微生物检测等方面。通过这种高效、准确的检测技术，可以有效提升食品安全检测的能力，保障消费者的身体健康和食品供应链的稳定。

5.5进行定性鉴别

通过红外光谱技术，可以获得食品样本的特征光谱图，进而判断样本中存在的化学组分。食品中的化学成分通常会对红外光谱产生特定的吸收峰，因此可以通过比对样本光谱与已知光谱库中的标准光谱进行相似度分析，从而判断样本中的化学成分。这种定性鉴别技术具有快速、准确的优势，可以迅速识别出食品样本中的有害物质或污染物。此外，红外光谱技术还可以对食品中的不同组分进行分析，例如脂肪含量、糖分含量等。通过测量食品样本的红外光谱，可以得到样本中各组分的含量信息，进而评估食品的营养价值或质量。这种定量分析的应用能够帮助食品生产企业确保产品质量，以及满足消费者对于食品质量的要求。总之，红外光谱技术在食品质量检测中的定性鉴别应用具有广泛的应用前景，可以为食品行业提供快速、准确的分析手段，有助于提高食品的质量和安全。