拉曼光譜技術在食品質量安全檢測中的應用

□ 徐秋艷 江蘇權正檢驗檢測有限公司

1 拉曼光譜技術的原理

物質會產生拉曼散射效應，不同的物質產生不同的振動模式，然后對振動模式進行判斷，可以確定出物質中的基因的種類，從而對試樣作出分析，該技術被稱為拉曼光譜分析技術[1]。拉曼技術近年來隨著科技的進步也不斷發展，新的拉曼光譜技術可以很好地克服熒光干擾，比如激光共振光譜、傅里葉拉曼光譜等。

2 拉曼光譜技術應用于食品成分檢測

食品中的成分種類繁多，十分復雜，主要檢測的成分有蛋白質、色素、維生素、碳水化合物、脂質等。一些傳統的檢測方法像氣相色譜法、質譜法等，不能進行無損檢測，檢測前樣品處理麻煩、操作復雜，而且必須由專業人員進行，拉曼光譜技術克服了以上缺點，具有廣闊的發展前景[2]。

2.1 碳水化合物

一些水果中主要包含的成分就是碳水化合物，拉曼光譜技術可以有效地檢測出其中的碳氮鍵、碳硫鍵、碳碳鍵等特征基團，但是碳水化合物一般分子量比較大，在分析同分異構體時難度大，因此拉曼光譜分析技術主要在分析單糖和低聚糖方面有明顯的優勢。近年來，拉曼技術在果糖、甘蔗糖等小分子碳水化合物的分析上有了突破，還可以定量分析楓樹糖漿中的甜菜糖，而且具有相當高的檢測準確度[3]。

2.2 蛋白質

蛋白質主要為人體提供所需的能量和各種氨基酸，食品營養價值的重要指標就是所包含的氨基酸的含量和種類，研究蛋白質可以幫助人們更好地攝取營養。食品中蛋白質種類和含量差別很大，對其研究具有一定的困難性。為了提高檢測水平，拉曼光譜技術已經取代了傳統的蛋白質檢測方法，該技術通過分析譜圖中的特征參數獲取蛋白質結構，還可以通過分析蛋白質的側鏈微環境，從而對其所處環境的溫度、pH值進行判斷[4]。

2.3 脂質

脂質主要由脂肪酸和甘油三酯構成，拉曼光譜技術對脂質的分析包括動物脂肪的結構、含油量及脂肪酸組成等方面，因而可以控制油脂的品質。早期的拉曼技術已經實現了對植物油中順反結構的檢測，現在主要研究脂質中脂肪酸的含量，并對基團之間的最優峰和關聯性進行探究。

2.4 色素

從特征峰來看，胡蘿卜類色素在拉曼分析中最明顯，通過對樣品中色素含量的檢測，進而判斷出瓜果蔬菜的成熟度和新鮮度。

2.5 維生素

根據溶解性的不同，維生素包括脂溶性和水溶性維生素，研究者對多種水溶性的維生素進行了分析，證實了拉曼光譜技術可以應用于對維生素的測定，并且檢測更加高效便捷[5]。

3 拉曼光譜技術用于檢測食品中的非法添加劑

近年來食品安全事件層出不窮，使人們更加重視食品的安全性。食品安全問題主要包括食品添加劑過量及非法使用添加劑。拉曼光譜技術相較于傳統的檢測非法添加劑的方法有很多優點，在食品監測部門廣泛使用。

3.1 檢測蔬果中農藥的殘留

蔬菜瓜果中殘留的農藥會引起食物中毒，嚴重威脅著人們的身體健康。當前，拉曼技術在農藥檢測方面有了突破性的進展，對農藥進行檢測時，首先獲取蔬果的拉曼光譜圖，可以快速識別出農藥，然后獲取農藥的拉曼光譜圖，對其測量，統計獲得的數據進而形成數據庫，并建立相應的評定模型，通過識別有農藥殘留的果蔬的拉曼光譜，測量出果蔬表面殘留的農藥含量。

3.2 檢測牛奶中的三聚氰胺

最初的用于牛奶中蛋白質的檢測方法是凱氏定氮法，因而不法人員通過加入三聚氰胺來提高牛奶的含氮量。三鹿毒奶粉事件爆發后，國家出臺了標準的檢測方法，包括氣相色譜-質譜聯用法、高效液相色譜法等，但是這些檢測方法都難以達到牛奶加工中快速檢測的要求。研究者利用拉曼光譜技術對牛乳中的三聚氰胺進行了分析，檢出時間僅僅幾分鐘，也避免了含氮化合物對檢測結果的干擾。

4 結語

食品質量安全檢測中，拉曼光譜分析技術憑借其操作步驟簡便、高靈敏度及特殊性強的優點，應用范圍極其廣泛，在食品檢測中發揮著不可替代的作用，引起了研究者的廣泛關注。我國的食品檢測部門要加大對拉曼技術的革新與應用，不斷完善拉曼光譜技術，提高我國食品的安全性，保障人民的身體健康，從而促進社會的穩定和諧發展。