中紅外光譜技術(shù)在食品檢測中的實(shí)踐探究

□ 王 平 江蘇華測品標(biāo)檢測認(rèn)證技術(shù)有限公司

食品的成分主要有水、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)以及微量元素等。食品安全檢測是食品安全使用的有力保障，而中紅外光譜作為一種先進(jìn)的技術(shù)，在食品安全檢測中的應(yīng)用能夠?qū)κ称返纳a(chǎn)地、品種、質(zhì)量等多方面進(jìn)行檢測，而這種檢測方法操作簡單、快速方便，能有效避免食品消費(fèi)過程中食品質(zhì)量不合格、弄虛作假的情況發(fā)生，從而確保食品質(zhì)量安全，保證消費(fèi)者利益，促進(jìn)食品行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。因此，中紅外光譜技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用十分重要，對于保證食品質(zhì)量安全具有重要意義[1]。

1 中紅外光譜技術(shù)的相關(guān)概述

相比以往食品安全檢測技術(shù)，中紅光外譜技術(shù)樣品抽檢處理方式簡單、效率高、花費(fèi)成本較低，很大程度上能促進(jìn)食品檢測行業(yè)的發(fā)展。中紅 光 外 譜（mid—infrared reflectance spectroscopy，簡稱MIRS）是一種電磁波，其波長范圍在2 500～25 000 nm，其形成是由于分子中基團(tuán)原子振動躍遷過程中吸收紅外線，中紅外光譜技術(shù)自身特征性較強(qiáng)[2]?；衔镞\(yùn)動過程中，其具有特定紅外吸收光譜，對于吸收的光譜譜帶形狀、位置、數(shù)量都會隨化合物和其聚集態(tài)發(fā)生變化，可進(jìn)行定性分析。通過物質(zhì)組成及成分可對其吸收峰強(qiáng)度進(jìn)行定量分析。

2 中紅外光譜技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用

2.1 食品生產(chǎn)地分析

我國地域遼闊，不同地域氣候條件、地理環(huán)境等多種因素均不相同，因此食物生產(chǎn)中食物原料特點(diǎn)不同，原料成分和物質(zhì)含量存在很大區(qū)別，其光譜也存在差異。食品檢測中紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用，通過對食品的分析，能明確食物原料產(chǎn)地。①通過借助基線漂移能發(fā)現(xiàn)食品樣品中化合物的屬性特點(diǎn)、濃度和微生物環(huán)境，從而對樣品產(chǎn)地進(jìn)行大體分類。②利用近紅外透射光譜技術(shù)、中紅外衰減全反射光譜技術(shù)將同一樣品進(jìn)行融合，發(fā)現(xiàn)其模型集的準(zhǔn)確率較單一模型明顯提高，這種方式能最低成本、快速識別食品樣品原產(chǎn)地。③中紅外光譜技術(shù)對不同來源食品樣品進(jìn)行分析，通過不同波段建立多種辨別模型，利用相關(guān)向量計(jì)算法準(zhǔn)確識別食品產(chǎn)地。

2.2 食品類型檢測

中紅外光譜技術(shù)在食品檢測中能更好地應(yīng)用于區(qū)分肉制品和飲品。①中紅外光譜能快速鑒別鮮肉和凍肉。例如，在鮮魚片和凍魚片的檢測中，相關(guān)專家學(xué)者曾將中紅外光譜技術(shù)和其他生物檢測技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，通過對其波長區(qū)域校正集、預(yù)測集分析，區(qū)分出鮮品肉片和凍品肉片。甚至部分專家通過將中紅外光譜數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，使食品樣品檢測更加準(zhǔn)確，從而實(shí)現(xiàn)鮮肉片和凍肉片的區(qū)分。②中紅外光譜技術(shù)通過對飲品進(jìn)行聚類分析，能準(zhǔn)確區(qū)分飲品種類。此外，轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因食品也可通過中紅外光譜技術(shù)進(jìn)行區(qū)分[3]。

2.3 食品摻假檢測

食用油和香辛料是人們?nèi)粘Ｉ攀持械闹匾沉?，中紅外光譜技術(shù)對食料是否摻假能進(jìn)行有效鑒別，避免食品市場以次充好問題的發(fā)生，保證食品質(zhì)量安全。通過采集多種同一純食油樣品和相同數(shù)量的摻假食油，利用中紅外光譜技術(shù)將其主成分分析和得分矩陣結(jié)合最小二乘判別法相結(jié)合，構(gòu)建分析模型，從而對其摻假進(jìn)行判斷。此外，通過分析中外紅光譜技術(shù)有效波長范圍內(nèi)的光譜信息，并將其和支持向量機(jī)有機(jī)結(jié)合，對其摻假情況進(jìn)行綜合分析判斷。中紅外光譜技術(shù)通過對香辛料進(jìn)行漂移檢測，得出的模型驗(yàn)證集識別和預(yù)測集能對香辛料真?zhèn)芜M(jìn)行準(zhǔn)確判斷。中紅外光譜技術(shù)在食品摻假鑒別中除食油和香辛料區(qū)別外，還能對水果飲料、食品粉末摻假、蜂蜜等進(jìn)行摻假檢測[4]。

2.4 食品組成成分檢測

中紅外光譜技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用至關(guān)重要，能對含有多種成分的食物進(jìn)行準(zhǔn)確分析。其技術(shù)能很好地對冷藏肉類的脂肪酸組成、營養(yǎng)參數(shù)和腐敗參數(shù)變化等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行較好的預(yù)測。同時(shí)，其技術(shù)能對油脂成分含量進(jìn)行檢測。通過利用中紅外光譜技術(shù)主成分分析法建模，能高效、快速預(yù)測食品可溶性蛋白含量。對牛奶總抗氧化活性可將其技術(shù)和偏最小二乘回歸法相結(jié)合建模檢測。

2.5 食品品質(zhì)檢測

新時(shí)期環(huán)境下，人們生活水平顯著提高，越來越注重食品質(zhì)量，為滿足社會發(fā)展和消費(fèi)者市場需求，食品檢測過程中食品品質(zhì)檢測至關(guān)重要，對食品后期銷售具有積極作用和影響，能充分反映食品綜合價(jià)值。加強(qiáng)食品品質(zhì)檢測技術(shù)，最大程度保護(hù)消費(fèi)者合法權(quán)益，為消費(fèi)者提供健康、安全、環(huán)保的食品。作為人體重要營養(yǎng)成分油脂，影響其質(zhì)量的主要因素有黏度、酸度和折光率。通過利用中紅外光譜技術(shù)對加熱食油和不同溫度的加熱食油進(jìn)行比較分析，能很好地檢測食油品質(zhì)。同時(shí)通過將同樣的食油在不同溫度和光照射下快速保存，并對其過氧化值、酸值預(yù)測等分析建模，隨后使用中紅外光譜技術(shù)進(jìn)行品質(zhì)檢測。其技術(shù)除能很好地檢測食油質(zhì)量外，也可對酒、咖啡等利用中紅外光譜技術(shù)和物理、化學(xué)技術(shù)結(jié)合對其進(jìn)行品質(zhì)檢測。

3 中紅外光譜技術(shù)的發(fā)展趨勢

社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展在很大程度上推動著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，中紅外光譜技術(shù)逐漸被應(yīng)用到多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域。我國中紅外光譜技術(shù)發(fā)展較晚，而其技術(shù)應(yīng)用成本低、便捷高效、方式簡單，較其他檢測技術(shù)更加環(huán)保，對我國食品檢測行業(yè)健康長久發(fā)展提供了一定條件。隨著中紅外光譜技術(shù)的不斷改進(jìn)，逐漸成為食品檢測發(fā)展的必然趨勢[5]。能有效解決食品檢測中存在的質(zhì)量安全問題。

4 結(jié)語

綜上所述，新形勢下食品安全檢測中，中紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用能有效推動食品檢測行業(yè)的發(fā)展。通過利用食品中水、脂肪、蛋白質(zhì)吸收光譜的特性，科學(xué)合理地使用中紅外光譜技術(shù)進(jìn)行食品檢測，為食品各方面檢測提供有力保障，實(shí)現(xiàn)檢測技術(shù)現(xiàn)代化發(fā)展，使其能被廣泛應(yīng)用，充分發(fā)揮其特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)食品檢測的高效、無損、環(huán)保等。