近紅外光譜分析技術(shù)在食品質(zhì)量安全檢測(cè)分析中的應(yīng)用

□ 張素琴 蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

最近幾年，近紅外光譜的發(fā)展極為迅猛，作為一種在可見光和中紅外之間的電磁輻射波，近紅外光譜在檢測(cè)的過程中借助掃描分析近紅外光譜，檢測(cè)物品內(nèi)部的特征信息，借助檢測(cè)分析近紅外光譜反饋信息。檢測(cè)是食品生產(chǎn)加工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)分析食品是為了確保其和國家的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)相符，保證生產(chǎn)的合格性。和傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法相比，近紅外光譜分析的應(yīng)用具有環(huán)保、無害、快速、高效的特點(diǎn)，在現(xiàn)代食品檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用和高度重視。

1 食品原產(chǎn)地及摻假鑒別

食品造假行為既對(duì)正常的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)造成了極大的影響，同時(shí)也導(dǎo)致商戶的信譽(yù)度降低，所以，在對(duì)摻假食品進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，需要將鑒別過程考慮到，既和食品本身相脫離，同時(shí)以人們對(duì)食品的關(guān)注點(diǎn)為基礎(chǔ)，對(duì)其中的物質(zhì)成分進(jìn)行分析，從而確保產(chǎn)品不會(huì)因?yàn)閾郊俣粡耐庥^上接近于合格的產(chǎn)品。應(yīng)用此技術(shù)可避免復(fù)雜的檢測(cè)過程，只需要對(duì)食品的光譜信息進(jìn)行分析，就可以在較短的時(shí)間內(nèi)將食品有沒有有害物質(zhì)檢測(cè)出來。

對(duì)食品原產(chǎn)地進(jìn)行鑒別，主要是為了立足于消費(fèi)者的利益，站在消費(fèi)者的視角對(duì)食品的檢測(cè)問題作出考慮[1]。為了確保鑒別食品原產(chǎn)地過程的有效性，通過分析相關(guān)研究技術(shù)，并結(jié)合原產(chǎn)地食品特征，對(duì)高新技術(shù)在不同產(chǎn)地方面的問題進(jìn)行探究，剖析其所造成的結(jié)構(gòu)，從而使食品原產(chǎn)地鑒別過程順利實(shí)現(xiàn)。例如，鑒別國內(nèi)黃酒不同產(chǎn)地等過程，運(yùn)用近紅外光譜技術(shù)分析，近紅外光譜技術(shù)結(jié)構(gòu)有一定聯(lián)系性，但是借助構(gòu)建數(shù)據(jù)結(jié)果的光譜模型，可以將黃酒因其不同產(chǎn)地而出現(xiàn)的本質(zhì)差異，從而鑒別食品原產(chǎn)地。

2 食品品質(zhì)和種類鑒別

不同食品品種之間的品質(zhì)、口感等具有很大的差別，為提高食品品質(zhì)，品種鑒別顯得十分關(guān)鍵。以茶葉為例，對(duì)鐵觀音、祁紅、碧螺春、龍井等不同品種的茶葉品種的茶葉，可以借助近紅外建模準(zhǔn)確地對(duì)不同品種的茶葉進(jìn)行定性，為食品原料種類鑒別工作提供有效技術(shù)參考。孫耀國等[2]運(yùn)用近紅外光譜分析技術(shù)，與茶葉中氨基酸、咖啡堿、茶多酚的含量之間的關(guān)系相結(jié)合，研究茶葉的品質(zhì)和等級(jí)。裘正軍等[3]人運(yùn)用近紅外光譜分析技術(shù)，借助建模分析3種不同品牌的可樂，150個(gè)樣本，構(gòu)建三層人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鑒別模型，并預(yù)測(cè)15個(gè)預(yù)測(cè)樣本，并預(yù)測(cè)15個(gè)預(yù)測(cè)樣本，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確性很高。何勇等[4]利用光譜儀獲得5種具有代表性酸奶品種的光譜曲線，利用主成分分析法聚類分析5種酸奶品種，再和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建模型展開品種鑒別。建模品種的預(yù)測(cè)品種和擬合率均為100%。黃敏等為了在最短的時(shí)間內(nèi)部無損害地對(duì)嬰兒奶粉品種進(jìn)行鑒別，把和偏最小的二乘（PLS）法以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN綜合相結(jié)合，對(duì)嬰幼兒奶粉品種的新方法進(jìn)行預(yù)測(cè)，把嬰幼兒奶粉樣本在400～1000nm波段的漫反射光譜獲得，采用多元射校正（MSC）和平滑法展開預(yù)處理，用PLS構(gòu)建校正模型分析模式特征和提取主成分，構(gòu)建三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測(cè)90個(gè)未知樣本的品種，準(zhǔn)確率為100%。

3 食品質(zhì)量評(píng)估與分級(jí)

食品的質(zhì)量監(jiān)控不僅要評(píng)估成品食品的質(zhì)量，同時(shí)還要監(jiān)控正在加工或處理食品中的成分。而近紅外光譜技術(shù)（NIR技術(shù)），也可以在此過程中進(jìn)行正確運(yùn)用。借助紅外線光纖探針可以在加熱時(shí)對(duì)豬肉水分的變化進(jìn)行測(cè)量；可以判別純牛奶中的新鮮度，同時(shí)在樣品中將小比例的成分摻入，鑒別正確率超過90%，100%判別加大摻入量的樣品。同時(shí)借助定性判別的方法可以對(duì)摻堿牛奶，確率超過95%；也可以檢測(cè)牛肉嫩度，準(zhǔn)確率為84.21%；鑒別黃酒品質(zhì)和酒齡，準(zhǔn)確率近似于100%。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，食品質(zhì)量問題十分嚴(yán)峻，人們開始高度重視食品安全檢測(cè)，運(yùn)用近紅外光譜分析技術(shù)可以對(duì)食品中含有的農(nóng)藥含量和有害成分作出準(zhǔn)確檢測(cè)，確保食品的安全性，保證人們食品的安全性，最大化降低食品安全問題對(duì)人體造成的危害。作為先進(jìn)的光譜分析技術(shù)，近紅外光譜分析技術(shù)廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域。這項(xiàng)技術(shù)可以快捷、高效、無污染的對(duì)食品進(jìn)行檢測(cè)，但此技術(shù)受限制較大。在科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展下，會(huì)將更多光譜分析處理方法研究出來，在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域得到有效應(yīng)用，促進(jìn)視頻行業(yè)的健康發(fā)展。