紅外光譜技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用分析

高飛 馮振杰 高明聰

遼寧中北方正檢測服務(wù)有限公司

老百姓常說：“民以食為天”，足可看出食品對于民眾的重要性，但其中食品的安全性也占據(jù)著重要位置，與民眾的身體健康直接掛鉤，對社會的和諧發(fā)展等都起到了積極的推動作用。但近些年，食品安全問題層出不窮，給人們的生活帶了嚴(yán)重的影響，最終導(dǎo)致我國食品檢測機構(gòu)逐漸失去權(quán)威性。被曝光的食品不計其數(shù)，還有一些不被人所熟知的食品正在悄無聲息的吞噬著我們的健康。我國在食品檢測技術(shù)方面與先進(jìn)國家還存在著不小的差距，因此找到一種安全可靠的檢測方法已成為相關(guān)專家急需解決的問題。

一、紅外光譜分析技術(shù)簡介

在食品加工中，食品檢測十分重要。傳統(tǒng)的食品檢測使用的方法為化學(xué)測定法，雖然操作簡單，但會對環(huán)境造成一定的污染，而且需要一定的成本消耗，使其難以繼續(xù)進(jìn)行下去。面對這種情況，紅外光譜技術(shù)逐步走進(jìn)大眾視野，具備簡便、高效、環(huán)保等特定，使其在食品檢測中應(yīng)用越來越廣泛。

所謂的紅外光譜技術(shù)，就是通過分子與紅外光相互作用，使分子發(fā)生振動，分子在吸收振動后的紅外光后，會出現(xiàn)不同的振動模式。根據(jù)波長的不同，可將紅外光譜分成三個區(qū)域。分別是：近紅外區(qū)域，波長在0.75μm至2.5μm之間，波數(shù)在13334cm-1至4000cm-1之間；中紅外區(qū)域，波長在2.5μm至25μm之間，波數(shù)在4000cm-1至400cm-1之間；遠(yuǎn)紅外區(qū)域，波長在25μm至1000μm之間，波數(shù)在400cm-1至10cm-1之間。

二、紅外光譜技術(shù)檢測原理

通過紅外光譜法對有機物進(jìn)行檢測，利用紅外光譜儀發(fā)出紅外光線，使其映射到被檢測的物體表面。這樣有機物就會將紅外光進(jìn)行吸收，進(jìn)而形成生紅外光譜圖。以此光譜圖為基礎(chǔ)，技術(shù)人員將其與吸收峰進(jìn)行比對，確定化學(xué)基團(tuán)。譜峰的數(shù)目、位置、化合物結(jié)構(gòu)等與其狀態(tài)有關(guān)，不同的狀態(tài)所形成的譜峰也有所不同。所以根據(jù)官能團(tuán)與紅外光譜的聯(lián)系，能夠準(zhǔn)確定位該有機物的化合物。

除此之外，利用紅外光譜還能夠進(jìn)行定量分析，以郎伯-比爾理論為基礎(chǔ)，紅外光譜能夠提供不同的波長，所以紅外光譜能夠?qū)σ后w、固體等進(jìn)行定量分析。

三、食品檢測中紅外光譜技術(shù)的運用

（一）定量檢測

由于紅外光譜技術(shù)具有高效、環(huán)保等特點，使其在食品檢測中得到了廣泛應(yīng)用。但單純憑借紅外光譜無法對樣品進(jìn)行百分百的檢測，需要借助化學(xué)計量法對樣品進(jìn)行特征提取，建立科學(xué)的模型，最終實現(xiàn)良好的分析。

對食品中蘊含的反式脂肪酸含量進(jìn)行測定，可先對其進(jìn)行鹽酸酸解處理，經(jīng)過萃取后，利用紅外光譜儀測量出反式脂肪酸的譜峰，譜峰面積與反式脂肪酸含量屬于線性關(guān)系，能夠提升測定效率，回收率能夠到達(dá)90%以上，相對誤差低于2.3%。

但相同的測定內(nèi)容，有人提出了不一樣的方法。通過氯仿-甲醇法提取樣品中的脂肪，利用甲醇-BF3對其進(jìn)行甲酯化，之后利用Avatar370傅立葉變換紅外光譜測定反式脂肪酸，回收率能夠到達(dá)89%以上，相對誤差低于1.9%。

（二）檢測食品中有毒有害成分

食品安全中，添加劑的問題一直受到人們的關(guān)注，特別是能夠?qū)θ梭w健康造成影響的有害添加劑，要對其進(jìn)行嚴(yán)格控制。

對奶粉中的防腐劑苯甲酸鈉進(jìn)行含量測定，可采取紅外示差光譜定量分析。將溴化鉀-苯甲酸鈉紅外譜圖中分離出溴化鉀-奶粉紅外譜圖，能夠得到分析峰，波數(shù)通常在1555cm-1左右。在此基礎(chǔ)上，將濃度作為橫坐標(biāo)，將吸光度數(shù)值作為縱坐標(biāo)，通過曲線可知，當(dāng)濃度保持在0至2.5mg/g區(qū)間，吸光度和濃度成線性關(guān)系，可使用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行分析。測得的回收率為103.6%，RSD值遠(yuǎn)小于1.2。這樣的檢測方式更加便捷，并得到了許多專業(yè)人士的青睞。

（三）評定食品內(nèi)部質(zhì)量

利用紅外技術(shù)，會提升數(shù)據(jù)監(jiān)測的準(zhǔn)確性，增加樣品的檢測效率。例如蘋果疾病中最常見的就是水心病，一般出現(xiàn)在果核處，屬于一種生理上的失調(diào)癥狀，大多呈輻射形態(tài)。利用近紅外光檢測蘋果的水心病，能夠得到連續(xù)不斷的光盤，可將水心病的病變情況清晰的展示在技術(shù)人員面前。

通過采取近紅外分光法，能夠?qū)λ牟∽冊怼?nèi)部品質(zhì)等情況進(jìn)行檢測。通過檢測結(jié)果我們不難發(fā)現(xiàn)，紅外分光法不但能夠準(zhǔn)確檢測出水果的酸度與糖度，還能夠?qū)?nèi)在的缺陷完全檢測出來。這種檢測方法能夠滿足水果品質(zhì)在線檢測的需求，而且對水果的銷售、種植等方面，都會產(chǎn)生積極的推動作用。

四、結(jié)束語

綜上所述，目前紅外光譜分析法將化學(xué)計量學(xué)技術(shù)、基礎(chǔ)測試技術(shù)等的優(yōu)點集于一身，并在食品檢測中得到了廣泛應(yīng)用。不僅如此，在工業(yè)領(lǐng)域中也逐步顯現(xiàn)出優(yōu)勢，隨著對紅外光譜研究的深入，使其成為高效的分析技術(shù)，未來也會有更加廣泛的發(fā)展空間。隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，食品安全檢測技術(shù)必將會進(jìn)一步提高，為人們的食品安全保駕護(hù)航。