光譜技術在食品安全快速檢測中的應用研究

劉楓 石林彝族自治縣產品質量檢驗檢測中心

前言：傳統的食品安全檢測存在處理流程繁瑣、價格昂貴、耗時長等缺陷，無法實現快速無損檢測。結合光譜技術在食品安全檢測中的應用可以了解到，這類技術的應用具備效率較高、穩定性好、準確性高、簡便等優勢，為保證光譜技術較好服務于食品安全快速檢測，正是本文研究的目的所在。

一、食品安全快速檢測中常用的光譜技術

熒光光譜檢測技術、X射線檢測技術、高光譜檢測技術、拉曼光譜檢測技術、近紅外光譜檢測技術均屬于食品安全快速檢測中常用的光譜技術，這類技術均通過了市場檢驗，具備較高實用性。介于篇幅限制，本文研究主要圍繞拉曼光譜檢測技術開展，拉曼光譜檢測技術具備無需預處理、分析速度快、靈敏度較高、無需破壞樣本、對樣品濃度要求較低等優勢，該技術近年來在我國生物學、藥學、化學等多個領域均有著較為廣泛應用，且已經發展成為重要的食品安全快速檢測技術。在基于拉曼光譜檢測技術的食品安全快速檢測中，熒光背景的扣除、熱效應的消除、針對性開展的拉曼標準譜圖圖庫建設均屬于技術應用要點。熒光背景的扣除可利用化學計量學的方式實現，也可以通過改進實驗儀器性能實現，化學計量學的應用需關注手動線性背景擬合、不對稱最小二乘法應用、baseline Wavelet背景扣除法應用。熱效應的消除可基于使用低溫測樣附件、激發光源功率降低實現，配合針對性開展的檢測現場隨時記錄，拉曼光譜檢測技術即可通過建設拉曼標準譜圖圖庫更好服務于食品安全快速檢測[1]。

二、食品安全快速檢測中光譜技術的具體應用

（一）成分檢測

對于種類豐富的食物來說，油脂、蛋白質、糖分屬于其主要營養成分，在基于傳統食品檢測法的成分檢測中，這類檢測存在需要運用化學藥品、操作過程繁瑣等缺陷，但在拉曼光譜檢測技術支持下，這類缺陷可較好克服。現階段我國食品安全標準涉及團體標準、企業標準、地方標準、行業標準、國家標準，且存在多種多樣的食品檢測方法，而通過應用拉曼光譜檢測技術，上述標準檢測需要均可較好得到滿足，這是由于該技術具備適應復雜介質成分、可分析特殊性質成分、集合多種操作于一體、操作步驟少、有機溶劑用量少、檢測效率高、檢測成本低等特點，且能夠實現食品安全快速檢測的小型化、自動化、在線化，技術具備的優勢可見一斑。

（二）農藥殘留檢測

作為食品安全領域中人們最為關鍵的問題，農藥殘留污染會直接威脅人體健康，而受到當下種類豐富的農藥影響，存在差異的農藥分子結構往往會導致一直檢測技術無法滿足多種農藥殘留檢測的情況出現，而在拉曼光譜檢測技術支持下，農藥的差異性識別可順利實現，基于檢測獲得的農藥特征峰，即可實現農藥種類的準確、快速檢測。以RT5000食品安全檢測儀為例，作為基于拉曼光譜檢測技術的食品質量安全檢測儀器，該儀器由同方威視技術股份有限公司生產，屬于食品安全現場快速檢測設備，基于混合物識別算法、線性定量模型、表面增強拉曼光譜技術，該設備能夠快速分析食品安全，提供非定向痕量篩查的分析方案，能夠實現對有毒有害物質、保健品非法添加、獸藥殘留、易濫用食品添加劑、非食用化學物質、農藥殘留的檢測，共包含6大類100余種物質。同時，設備還能夠在食品安全檢測中實現檢測結果數據化，做到實時保存檢測數據，數據造假、丟失等問題可由此規避。如對數據存在異議，可基于計算機對檢測數據進行實施調取，檢測的全過程溯源可由此實現[2]。

（三）技術創新探索

對于消費者來說，食品安全問題直接威脅且健康乃至生命安全，該問題如無法得到有效解決，人們將對食品產生信任危機，相關企業的發展將受到嚴重負面影響，由此催生的經濟損失也會影響我國整體發展。隨著科學技術的快速發展，近年來我國食品安全檢測技術的發展速度也較為迅速，因此食品安全檢測技術人員必須積極學習各類新技術，掌握新技術應用方法，圍繞拉曼光譜檢測技術及相關設備開展的學習便屬于其中典型。以京簡智儀器設備有限公司研發的SERDS Portable-BASE型號新型便攜式差分拉曼光譜儀為例，該便攜式差分拉曼光譜儀采用多波長集成化激光光源、高分辨率接收系統、多波長集成化光路系統、BP神經網絡技術，因此該設備具備抗噪聲、抗干擾、檢測靈敏度極高、光源功率較低等特點，且實現了較高檢測準確性與較低能耗的兼顧，該新型設備的應用價值可見一斑。為保證拉曼光譜檢測技術更好服務于食品安全快速檢測，對拉曼光譜技術的本質認識、拉曼光譜技術基底材料成本的控制、拉曼光譜技術基底重現性和穩定性的提升、“拉曼光譜指紋”數據庫的建設必須得到重視。

結論：綜上所述，光譜技術在食品安全快速檢測中的應用需關注多方面因素影響。在此基礎上，本文涉及的成分檢測、農藥殘留檢測、技術創新探索等內容，則提供了可行性較高的拉曼光譜檢測技術應用路徑。為更好基于光譜技術開展食品安全快速檢測，難檢測的食品安全問題攻克、檢測速率的進一步提升、基于食品安全標準的檢測技術優化同樣需要得到重視。