拉曼光譜在食品包裝和生物污染物快速檢測中的運用

董振華 朱晗昀

摘 要：食品包裝材料種類繁多，需嚴格對其進行檢測，保障包裝袋的安全性。基于此，本文對拉曼光譜檢測方法進行探究，簡要分析了拉曼光譜在食品包裝和生物污染物快速檢測中的運用。

關鍵詞：拉曼光譜;食品包裝;生物污染物;快速檢測

食品包裝檢測工作非常重要，可有效控制包裝安全性。為此，需要合理運用拉曼光譜技術，提升檢測效率，保障檢測過程的順利進行。拉曼光譜檢測不會對檢測對象造成損壞，可對生物污染物進行有效地檢測，檢測結果具有較高的精度，保障檢測結果的可靠性。

1 拉曼光譜在食品包裝檢測中的主要技術

1.1 表面增強拉曼光譜技術

拉曼光譜具有較強的穿透性，采用表面增強方式使強度提升102～103倍，可提高拉曼光譜的檢測效率。受到粗糙金屬表面的影響，可使待測物的拉曼信號顯著增強，擴大拉曼光譜的運用領域，在食品包裝檢測中具有較強的優勢。在電磁效應影響下，可進一步增加拉曼光譜的強度，光譜性質更加活躍，提升入射吸附作用，使拉曼光譜技術得到有效運用。應用拉曼光譜技術時，需要建立良好的基底條件，使拉曼光譜形成良好的表面，進而保障拉曼光譜的強度。拉曼光譜基底的規格易于控制，能夠將拉曼光譜強度提升106～108倍，并且可以形成穩定的控制結構，拉曼光譜檢測技術更易于實現，檢測效率得到有效提升[1]。

1.2 共聚焦顯微拉曼光譜技術

共聚焦顯微拉曼光譜技術需要使用光學顯微鏡，對拉曼光譜進行全面地分析，提高拉曼光譜的辨識效率。在實施該技術時，需要使用顯微鏡進行聚焦，對目標信息進行獲取，確定拉曼光譜的具體影響，有效地識別拉曼光譜信息，使樣品能夠得到全面分析。在觀察樣品過程中，會受到外界信號的干擾，對檢驗結果造成一定的影響。通過共聚焦方式，可以有效地避開干擾問題，有效地抑制干擾信號形成，使樣品的結構更易于觀察。為了進一步提高拉曼光譜檢測的精度，全面獲取樣品信息，可以將同位素標記法與該技術相結合，定向對生物污染物進行觀察，確定元素的流動方向，提高檢測效率。

1.3 拉曼光譜分析與化學計量學

拉曼光譜檢測工作完成后，需要對樣品成分進行分析。拉曼光譜中包含信息較為復雜，將會為分析過程待帶來一定的難度，需要合理地選擇分析方法，提升拉曼光譜技術精度，使分析結果更加準確。化學計量學是分析拉曼光譜的重要方法，需要將多種學科的知識應用在其中，有效地辨識拉曼光譜，使光譜能夠具有明顯化地差異，保障拉曼圖譜分析方法的有效性。由此可見，化學計量學對拉曼光譜分析具有較大幫助，需要通過計算機合理地進行統計，對拉曼光譜進行運算分析與光譜比對。通過這種方式，可以提高對樣品分析的控制水平，能夠定量對樣品進行研究，增加分析結果的可靠性[2]。

1.4 拉曼光譜在食品安全中的應用

拉曼光譜對于食品安全檢測具有突出作用，可以有效地保障食品的安全性，防止食品受到生物性污染。拉曼光譜在食品檢測中的主要應用如下。①通過增強拉曼基底進行檢測，并且結合同位示蹤的方式對污染物進行確定，使樣品成分能夠得到準確地分析，使樣品檢測具有良好的效率。例如，將碳沉積銅網作為基底，可對食品中的三聚氰胺成分進行檢測，檢測精度可以達到10-11mol/L，檢測結果具有較高的精度。②采用雙酚殘留法進行快速檢測，可提高樣品成分的檢測效率，形成有效的拉曼信標分子，使生物污染物能夠得到有效分析，可以起到較強的生物識別作用。③采用表面電荷方法對菌體進行分析，使拉曼增強信號得到有效測量，使生物污染物得到有效識別。

2 拉曼光譜在生物污染物快速檢測中的運用

2.1 生物污染物分析

生物污染物包括病菌、病毒等，對人體具有較大的危害，會增加人體患病的風險。生物污染物來源較廣，食品原料、加工和變質等導致的生物污染物較多，需要嚴格對食物進行檢測，降低生物污染物對人體的威脅，提高食品的安全性。生物污染物繁殖較快，一旦對食品造成污染，將會很難進行清除，需要采取有效的應對措施，并且做好食品監測工作。通過拉曼光譜技術可以對生物污染物進行快速檢測，可以對微生物進行有效地識別，為食品的安全性提供重要保障。生物污染物分析需要通過實驗的方法進行實現，檢測過程較為復雜，但卻具有較高的檢測效率，可以實現快速檢測過程[3]。

2.2 生物污染物檢測

生物污染物檢測需要有完善的檢測方法，并準確分析檢測數據。生物污染物檢測需要用到透射電鏡、顯微共聚焦拉曼光譜儀等儀器，使生物污染物能夠得到定向檢測，使檢測結果更加地精準。生物檢測過程中，重點主要是3個方面。①需要做好銀納米顆粒的制備工作，需要在80 ℃的條件下進行，通過AgNO3溶液、聚乙烯吡咯烷酮、NaBH4溶液完成制備過程，為生物污染的分析進行充分準備。②需要對銀納米顆粒進行標記，通常采用修飾標記法，通過DNA片段構成Ag-Sh鍵，可以起到良好的標記作用。修飾穩定后，加入拉曼信號標志物溶液，有效地跟蹤銀納米顆粒，進而對DNA片段間接進行標記。③對銀納米顆粒進行鈍化處理，需要由Mg（NO3）2溶液實現，可以起到較強的振蕩孵化效果。將其置于5 ℃環境下，時間為30 d左右，對檢測結果進行分析[4]。

2.3 拉曼光譜結果分析方法

結果分析主要包含以下5個方面。①表面特征分析。采用透射電鏡對銀納米顆粒觀察發現，顆粒呈現均勻分布狀態，符合樣品檢測的標準，可以用于后續實驗結果的分析。②組裝表征分析。通過透射電鏡對DNA修飾狀態進行分析，確定樣本組裝結構的完整性，樣品組裝結構需要得到98%以上，這樣才能提高分析結果的精度，保障實驗過程的有效性，使修飾結構（Ag-Sh鍵）具有良好的穩定性。③傳感檢測可行性分析。對組裝后的銀納米顆粒進行檢測，取5 mL溶液，向其中逐漸加入黏蛋白溶液，若Ag-Sh鍵未發生斷裂或斷裂數量小于1%，表明修飾結構具有較強的穩定性。④納米銀顆粒濃度分析。通過顯微共聚焦拉曼光譜儀對納米銀顆粒濃度進行測定，檢測過程采用拉曼光譜對比的方式，對檢測物質的濃度進行確定，可以對納米銀顆粒濃度進行快速地分析，并且具有較高的準確性，使檢測結果更加可靠。⑤通過納米銀顆粒的數量確定生物污染物的濃度，確定食品的生物污染狀況，得出準確的樣品檢測結果。可以對生物污染物進行檢測，為了保證檢測結果的準確性，需要嚴格按照實驗步驟進行，并且合理地對實驗設備進行使用[5]。

3 結語

為了保障食品包裝的安全性，需要合理運用拉曼光譜技術，使生物污染物能夠得到充分地檢測，可以防止食品受到污染，使食品包裝能夠放心地使用。因此，需要對拉曼光譜檢測方法進行全面掌握，以實驗法合理地進行分析，提高檢測結果的準確性和有效性，進而提高拉曼光譜的檢測質量。

參考文獻

[1]汪仕韜，曹霞，朱昊浩，等.塑料包裝材料中雙酚A毒性及檢測研究進展[J].包裝與食品機械，2019，37（1）：69-72.

[2]張愚若，劉奎江，陳敏璠，等.食品塑料包裝袋與RAMAN的關聯性分析[J].山東化工，2020，49（15）：121-122.

[3]張倩瑤，桑潘婷，梁世君，等.表面增強拉曼光譜在食品污染物快速檢測中的應用[J].食品安全質量檢測學報，2021，12（5）：1753-1759.

[4]宣芳，許子旋，胡耀娟.表面增強拉曼光譜在食品添加劑檢測方面的應用進展[J].南京曉莊學院學報，2020，36（6）：6-12.

[5]楊雪凡，張維，顧欣哲，等.拉曼光譜在食品加工及品質控制中的應用[J].食品工業科技，2020，41（19）：361-368.