試論基于光譜的食品安全快速檢測關(guān)鍵技術(shù)

□ 趙宗亮 昆明市盤龍區(qū)市場監(jiān)督管理局

食品安全問題的出現(xiàn)，映射出當(dāng)前食品行業(yè)的監(jiān)管機(jī)制、檢測技術(shù)不完善、不成熟。例如，食品安全部門忽視對食品加工環(huán)節(jié)的監(jiān)管，或者檢測的儀器設(shè)備、技術(shù)較為滯后，并不能發(fā)現(xiàn)其中的諸多問題，影響食品安全的檢測效果。針對這樣的現(xiàn)象，相關(guān)部門應(yīng)將先進(jìn)的光譜檢測技術(shù)合理地應(yīng)用在食品安全檢測中，提高檢測的準(zhǔn)確性，在保證食品安全的同時(shí)，還能夠有效提高食品安全檢測的效率。

1 近紅外光譜檢測技術(shù)

1.1 近紅外光譜檢測技術(shù)的原理

近紅外光是一種介于中紅外光、可見光之間的電磁波，波長為780～2 526 nm。將近紅外光譜檢測技術(shù)應(yīng)用在食品安全檢測技術(shù)中，可以將其食品的有機(jī)物分子，以合頻、倍頻的方式反映出其中的單個化學(xué)鍵振動。因此，要想充分發(fā)揮近紅外光譜檢測技術(shù)的作用，其食品安全檢查的目標(biāo)，應(yīng)該是含H-X（C、N、O）基團(tuán)的食品。在食品安全檢測的過程中，如果該食品中包含很多不同有機(jī)物分子，而不同的分子呈現(xiàn)出的近紅外光波長，存在明顯的差異。正因如此，就會顯示出明顯的波谷、波峰，為食品檢測提供有價(jià)值的參考，提高食品安全檢測工作的質(zhì)量、效率。但是，近紅外光譜檢測技術(shù)在應(yīng)用的過程中具有較強(qiáng)的針對性，即只能對有機(jī)物進(jìn)行定量分析、定性鑒定。

1.2 近紅外光譜檢測技術(shù)的應(yīng)用

在生產(chǎn)牛奶的過程中，為了能夠在流水線上完成檢測工作，并提高食品生產(chǎn)的效率，檢測人員就可以將近紅外光譜檢測技術(shù)應(yīng)用在牛奶的安全檢測中。具體來說，在應(yīng)用的過程中，需要將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、近紅外光譜檢測技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、檢測相互銜接的目的。同時(shí)，還可以將近紅外光譜檢測技術(shù)應(yīng)用在測定兒童高鈣奶粉中，其以多元線性回歸法為基礎(chǔ)，構(gòu)建高鈣奶粉分組的模型，從而實(shí)現(xiàn)食品安全檢測的目的。在檢測牛奶是否存在摻假現(xiàn)象時(shí)，檢查人員可以利用近紅外光譜檢測技術(shù)快速測定其中的主要成分，即通過判別分析的方式，構(gòu)建一個還原奶的模型，對摻假50%以上的牛奶進(jìn)行系統(tǒng)的檢測，并保證檢測結(jié)果為零失誤的狀態(tài)[1]。不僅如此，檢測人員也可以通過定性判斷的方式，建立摻假模型、鮮度模型，以此來快速識別牛奶的質(zhì)量。

2 拉曼光譜檢測技術(shù)

2.1 拉曼光譜檢測技術(shù)的原理

拉曼光譜檢測技術(shù)主要是利用拉曼效應(yīng)這一物理現(xiàn)象，而實(shí)現(xiàn)食品的安全檢測。其中，拉曼效應(yīng)可以反映出分子的轉(zhuǎn)動、振動，檢測人員在使用拉曼光譜檢測技術(shù)時(shí)，可以及時(shí)地搜集食品安全檢測對象的轉(zhuǎn)動能級、振動能級等數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)食品安全檢測的目的。拉曼光譜檢測技術(shù)的應(yīng)用過程中，拉曼散射主要包含反斯托克斯散射、斯托克斯散射兩種。在食品安全檢測的過程中，不同食品物質(zhì)的能級數(shù)據(jù)信息之間存在很大的差異，從而就會在拉曼光譜上，呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)。在這一基礎(chǔ)上，檢查人員結(jié)合數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)資料，就能夠?qū)⑾嚓P(guān)的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行對比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)拉曼光譜食品檢測的目的[2]。

2.2 拉曼光譜檢測技術(shù)的應(yīng)用案例

在食品安全的檢測中，有很多傳統(tǒng)的技術(shù)都應(yīng)用在三聚氰胺的檢測中，如氣相色譜法等，其檢出限的標(biāo)準(zhǔn)為0.05 mg/kg。雖然氣相色譜法等傳統(tǒng)的檢測方式，其能夠通過檢測結(jié)果，分析食品安全是否存在問題，保證其質(zhì)量的合格性。但是，這種食品安全檢測方式，其檢測的速度、效率較低，并不能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線上快速生產(chǎn)的目的。針對這樣的現(xiàn)象，如果將拉曼光譜檢測技術(shù)，應(yīng)用在食品安全的檢測中，利用708～714 cm-1的拉曼光譜，實(shí)現(xiàn)對食品中三聚氰胺的檢測，最后根據(jù)光譜的強(qiáng)度、特征峰值等，進(jìn)行詳細(xì)的分析、判斷，從而完成對三聚氰胺的快速檢測。同時(shí)，利用拉曼光譜檢測技術(shù)，在檢測三聚氰胺的過程中，其檢出限為2.0 mg/L。除此之外，在食品安全檢測的過程中，通過拉曼光譜檢測技術(shù)，其還可以對亞硝酸鹽、尿素等化合物進(jìn)行檢查，通常10 min即可完成檢測。

3 熒光光譜檢測技術(shù)

3.1 熒光光譜檢測技術(shù)的原理

在多種基于光譜的食品安全快速檢測技術(shù)中，熒光光譜檢測技術(shù)已相對成熟，主要是因?yàn)槠浒l(fā)展的時(shí)間較長，同時(shí)還包含薄層色譜-熒光法、熒光分光光度法、高效液相色譜-熒光法等多種類型。在運(yùn)用熒光光譜檢測技術(shù)進(jìn)行食品安全檢測的過程中，主要就是通過其特定波長入射檢測物體上。通過這樣的方式，食品原子的特征就可以在熒光光譜能量的作用下，由原本的基態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，同時(shí)還會根據(jù)入射波長發(fā)出相應(yīng)的出射光。在這一基礎(chǔ)上，如果停止光照，食品中的物質(zhì)就會失去能量源，所以便不會繼續(xù)發(fā)光，而這就是熒光現(xiàn)象。由此能夠發(fā)現(xiàn)，熒光光譜檢測技術(shù)的應(yīng)用，主要就是以激發(fā)波長、熒光發(fā)射波長、熒光強(qiáng)度為主要的信息，實(shí)現(xiàn)對食品安全的快速檢測，具有選擇性好、靈敏度高的優(yōu)勢，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在食品安全的檢測之中[3]。

3.2 熒光光譜檢測技術(shù)的應(yīng)用案例

在眾多的食品中，肉類安全一直是大眾關(guān)心的問題，其口感、質(zhì)量等主要受脂質(zhì)氧化程度的影響。如果肉類存在食品安全問題，就會產(chǎn)生很多有害物質(zhì)、有毒物質(zhì)，不利于人體的健康。對此，檢測人員可以利用熒光光譜檢測技術(shù)，對肉類的脂質(zhì)氧化程度進(jìn)行安全檢測。具體來說，當(dāng)肉制品發(fā)生氧化問題后，其中就會生成很多熒光物質(zhì)，適宜采用熒光光譜檢測技術(shù)進(jìn)行檢測。另外，熒光光譜檢測技術(shù)也可以應(yīng)用在水產(chǎn)類食品的檢測中，主要是利用如果食品需要很長時(shí)間的加工，那么其溫度就會隨之升高，進(jìn)而提高其脂質(zhì)氧化程度。此時(shí)，水產(chǎn)類食品的熒光峰值會集中在兩個區(qū)間，即393～463 nm、327～415 nm，實(shí)現(xiàn)食品安全快速檢測的目的。

4 結(jié)語

基于光譜的食品安全檢測技術(shù)，實(shí)際上分為很多不同的種類，需要相關(guān)人員根據(jù)實(shí)際需求對檢測技術(shù)進(jìn)行合理的選擇。在這一基礎(chǔ)上，檢測人員依據(jù)不同光譜檢測技術(shù)的原理，選擇合理的技術(shù)進(jìn)行食品安全檢測，從而強(qiáng)化了檢測技術(shù)的先進(jìn)性，保證檢測結(jié)果的有效性，滿足了廣大消費(fèi)者對于食品安全的需求。結(jié)合本文的分析發(fā)現(xiàn)，文中所提及的幾種食品安全檢測技術(shù)，均具有較強(qiáng)的可行性、科學(xué)性。