近紅外光譜技術(shù)及其在液態(tài)食品上應(yīng)用的研究進(jìn)展

□ 韓 冰 濟(jì)南市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心食品檢驗(yàn)所 許 涵 濟(jì)南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院

食品安全檢測(cè)在近年來成為了人們廣泛關(guān)注的話題，在運(yùn)用近紅外光譜技術(shù)對(duì)于食用油類等液態(tài)食品進(jìn)行檢測(cè)的過程中，近紅外光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在液態(tài)食品中的全新應(yīng)用，在解決一系列問題的基礎(chǔ)上，明確了近紅外光譜技術(shù)在未來的發(fā)展方向與趨勢(shì)，對(duì)于食品安全性的增強(qiáng)具有深遠(yuǎn)的意義。

1 近紅外光譜檢測(cè)的理論基礎(chǔ)及常用計(jì)量方法

1.1 近紅外光譜檢測(cè)的理論基礎(chǔ)

在紅外區(qū)的三個(gè)區(qū)域中，近紅外區(qū)的光譜與分子振動(dòng)的倍頻相一致，所以近紅外光譜檢測(cè)的理論基礎(chǔ)為物質(zhì)的分子振動(dòng)，除此之外就是Beer-Lambert定律，在對(duì)該理論進(jìn)行闡述的過程，學(xué)者和專家認(rèn)為單色的平行光通過溶液時(shí)，樣品中的粒子對(duì)不同譜光區(qū)具有完全不同的吸收強(qiáng)度，而吸光度的強(qiáng)弱與樣品的濃度具有很大的關(guān)系，而樣品中的吸光粒子占樣品粒子總數(shù)的比例對(duì)其也具有極大的影響[1]。

1.2 近紅外光譜技術(shù)常用計(jì)量方法

近紅外光譜技術(shù)常用計(jì)量方法有很多種，首先是主成分回歸法，此種統(tǒng)計(jì)學(xué)方法在計(jì)量的過程中將少數(shù)幾個(gè)重要的指標(biāo)作為統(tǒng)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，將多個(gè)全新的變量納入原變量的組合中，但前提是全新變量需要在保證不丟失信息的基礎(chǔ)上；其次是偏最小二乘法，此種方法目前應(yīng)用較為廣泛，其優(yōu)勢(shì)在于不僅可以對(duì)濃度集進(jìn)行分解，還可以做到對(duì)光譜集同時(shí)進(jìn)行分解，還實(shí)現(xiàn)了在分析的過程中將無用的消息過濾掉，從而實(shí)現(xiàn)了更加科學(xué)的運(yùn)算[2]。

2 近紅外光譜技術(shù)在液態(tài)食品中的研究進(jìn)展

2.1 食用油方面的應(yīng)用

將近紅外光譜技術(shù)在食用油方面的應(yīng)用進(jìn)行具體的分析，可以從兩個(gè)維度進(jìn)行闡述。首先是對(duì)于食用油進(jìn)行鑒別，此種方法在鑒別食用油的真假方面非常有效，具體采用主成分的方法，可以將食用油的信息全部鑒定出來，在近年來鑒定食用油是否為地溝油方面發(fā)揮了巨大的作用；其次是對(duì)于食用油進(jìn)行定量的檢測(cè)，運(yùn)用近紅外光譜技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于食用油主要成分的檢測(cè)，并可以同時(shí)對(duì)于脂肪酸類物質(zhì)以及其他摻雜物進(jìn)行檢測(cè)。

2.2 酒類方面的應(yīng)用

近紅外光譜技術(shù)在酒類產(chǎn)品方面的應(yīng)用比較早，但是在初期所采取的數(shù)據(jù)選取方法并不具有很強(qiáng)的科學(xué)性，導(dǎo)致近紅外光譜技術(shù)在酒類產(chǎn)品中的應(yīng)用沒有得到極大的推廣。而在近年的發(fā)展中，將近紅外光譜技術(shù)與酒類產(chǎn)品中的單寧酸、三甲聚合體以及有色聚合體相結(jié)合，建立了有關(guān)于酒類產(chǎn)品的預(yù)測(cè)模型，由此模型計(jì)算出的數(shù)值在運(yùn)用于各種酒類產(chǎn)品的感官測(cè)試時(shí)，具有很強(qiáng)的科學(xué)性而且極大地縮短了測(cè)量的時(shí)間。

2.3 在蜂蜜方面的應(yīng)用

近紅外光譜技術(shù)在飲料制品方面的運(yùn)用最為廣泛，具體在蜂蜜以及各種果汁的檢測(cè)方面發(fā)揮了巨大的作用。在此方面充分地運(yùn)用了偏最小二乘法，此種方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于蜂蜜真?zhèn)蔚目焖勹b別，在一些假冒偽劣的蜂蜜中常常會(huì)加入玉米糖漿，運(yùn)用在近紅外光譜技術(shù)基礎(chǔ)上所建立的DPLS模型可以將其立即鑒別出來。

2.4 奶制品方面的應(yīng)用

奶制品已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡氖称罚滟|(zhì)量關(guān)系到人們的身體健康，而奶制品的種類較多，在對(duì)假冒偽類的奶制品進(jìn)行檢測(cè)的過程中，采取的是非線性模型。我國江西省的食品科學(xué)專家運(yùn)用近紅外光譜技術(shù)針對(duì)于其調(diào)奶制品方面的運(yùn)用進(jìn)行了深入的研究，在對(duì)奶制品中的各種成分進(jìn)行檢測(cè)的過程中，建立了PLS模型，并將PLS與ANN聯(lián)用，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于奶制品中脂肪、蛋白質(zhì)等以及牛乳等成分的有效鑒別[3]。

2.5 調(diào)味品方面的應(yīng)用

調(diào)味品作為居家必備的物品，運(yùn)用近紅外光譜技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)已經(jīng)具有多年的歷史，并且擁有眾多的研究成果，而且在食醋方面的應(yīng)用最為廣泛，研究表明食醋的品牌與近紅外光譜信息歸于非線性關(guān)系；而食醋中的揮發(fā)酸含量與近紅外光譜信息呈現(xiàn)線性關(guān)系，未來應(yīng)該在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)近紅外光譜技術(shù)對(duì)于食醋釀造過程的監(jiān)控。

3 結(jié)語

近紅外光譜技術(shù)由于所具有的優(yōu)越性在世界范圍內(nèi)得到了認(rèn)可。我國對(duì)其研究的時(shí)間雖然短暫，但是在借鑒諸多成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上已經(jīng)取得了非常卓越的成果，今后需要將該技術(shù)更加廣泛地運(yùn)用于食品安全的檢測(cè)工作中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于我國食品安全事業(yè)的推動(dòng)作用。

[1]車玉赟.可見/近紅外光譜技術(shù)在液態(tài)食品檢測(cè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代食品,2017(3):8-10.

[2]李 河 ,林 勤 保 ,郭 捷 ,等 .近紅外光譜技術(shù)及其在液態(tài)食品上應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技,2013(11):376-383.

[3]林濤,于海燕,應(yīng)義斌.可見/近紅外光譜技術(shù)在液態(tài)食品檢測(cè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].光譜學(xué)與光譜分析,2013(2):285-290.