近紅外光譜技術(shù)在食品微生物檢測(cè)中運(yùn)用嘗試

□ 陳 晨 王 璐 張 文 王明微 侯佳琪 李 暉 吉林省安信食品技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司

食品中有很多微生物，其中部分微生物會(huì)導(dǎo)致食品發(fā)生腐敗或是使人體發(fā)生中毒，所以需要對(duì)食品中的微生物進(jìn)行檢測(cè)，避免受污染的食品流入到人們的口中，影響人們的身體健康。近紅外光譜技術(shù)是用于食品微生物檢測(cè)的有效方法，但是因?yàn)槭艿狡渌蛩氐挠绊懀瑢?dǎo)致該項(xiàng)技術(shù)并沒(méi)有得到普及和應(yīng)用，也就無(wú)法發(fā)揮出其本身的作用。下面筆者就針對(duì)近紅外光譜技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行闡述。

1 近紅外光譜技術(shù)概述

近紅外光譜主要是由于振動(dòng)的非諧振性讓分子振動(dòng)從基態(tài)向高能級(jí)躍遷產(chǎn)生的，該光譜的波長(zhǎng)范圍上主要在780～2 526 nm。該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)的原理是含氫基團(tuán)化學(xué)鍵在發(fā)生伸縮振動(dòng)時(shí)對(duì)近紅外光進(jìn)行吸收，使得所得到的光譜中承載著各種信息[1]。微生物體內(nèi)含有蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)，當(dāng)其吸收近紅外線以后能夠產(chǎn)生不同類(lèi)型的光譜。因?yàn)榻t外線光譜包含了多種信息，紅外線光譜性質(zhì)參數(shù)和微生物含量等方面有著相關(guān)性，因此可以構(gòu)建出兩者之間的關(guān)聯(lián)，明確兩者間的關(guān)系，當(dāng)完成建模以后不需要再對(duì)樣本進(jìn)行生化檢測(cè)。

2 近紅外光譜技術(shù)在食品微生物檢測(cè)中運(yùn)用

2.1 檢測(cè)致病菌

當(dāng)人們食用了帶有致病菌的食物后，食用者身體有可能會(huì)出現(xiàn)中毒或是病變等現(xiàn)象。根據(jù)我國(guó)學(xué)者的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)，近紅外光譜技術(shù)能夠?qū)芏嘀虏【M(jìn)行有效辨別，而且具有非常高的準(zhǔn)確率[2]。如今，近紅外光譜技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于牛奶檢測(cè)中，應(yīng)用該技術(shù)能夠發(fā)現(xiàn)牛奶中是否存在大腸桿菌、金葡萄球菌以及被阪崎腸桿菌，選擇所要應(yīng)用的光譜，然后構(gòu)建相應(yīng)的模型對(duì)這三種病菌進(jìn)行鑒別。牛奶中存在沙門(mén)菌，如果只使用常規(guī)檢測(cè)方法一般需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，而以替代法為基礎(chǔ)，利用近紅外光譜能夠分析出牛奶受沙門(mén)菌污染的情況，然后再構(gòu)建定標(biāo)模型，根據(jù)模型預(yù)測(cè)結(jié)果，誤差相對(duì)較小，能夠用于牛奶中沙門(mén)菌的篩選。當(dāng)下所使用的模型雖然僅僅只能辨別定型，根據(jù)我國(guó)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在檢測(cè)時(shí)的靈敏度與精度還難以滿足國(guó)家要求，需要進(jìn)行更深入的研究。

2.2 檢測(cè)造成食物腐敗的微生物

在生活中存在很多微生物會(huì)導(dǎo)致食物發(fā)生腐敗，從而使食品失去了其本身的營(yíng)養(yǎng)。微生物和食品安全和質(zhì)量有著緊密聯(lián)系，利用近紅外光譜技術(shù)對(duì)細(xì)菌進(jìn)行檢測(cè)，能夠發(fā)現(xiàn)腐敗菌數(shù)量和食品貨架期、安全性呈反比關(guān)系，因?yàn)榧?xì)菌繁殖而導(dǎo)致食品在形狀和形態(tài)上發(fā)生變化，利用在線監(jiān)測(cè)能夠有效減少檢測(cè)所消耗的時(shí)間，節(jié)省質(zhì)保成本，從而保障食品的質(zhì)量[3]。例如，在對(duì)水產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，利用近紅光譜儀對(duì)鱸魚(yú)進(jìn)行研究，能夠發(fā)現(xiàn)在鱸魚(yú)發(fā)生腐敗時(shí)微生物的成長(zhǎng)曲線并非簡(jiǎn)單的直線式曲線，此時(shí)通過(guò)使用遺傳算法進(jìn)行預(yù)測(cè)，所構(gòu)建出來(lái)的模型也能夠獲得較為理想的效果。此外，利用儀器設(shè)備時(shí)應(yīng)當(dāng)使用消毒酒精對(duì)載玻片進(jìn)行消毒，然后再使用保鮮膜將樣品與載玻片隔離，如此能夠有效避免發(fā)生交叉污染。

2.3 產(chǎn)毒真菌的檢測(cè)

目前已知能夠被鑒定出來(lái)的產(chǎn)毒真菌達(dá)到了400種，而且每一種真菌所產(chǎn)生的毒素毒性也不相同，有的會(huì)使機(jī)體細(xì)胞產(chǎn)生損傷，有的則會(huì)致癌。根據(jù)相關(guān)部門(mén)調(diào)查顯示，全世界每年被產(chǎn)毒真菌污染的糧食在總量中占比為25%，由于污染過(guò)于嚴(yán)重而導(dǎo)致農(nóng)作物失去其本身價(jià)值的比例為2%。由此能夠看出，產(chǎn)毒真菌是污染糧食的重要因素之一，應(yīng)當(dāng)對(duì)被污染的糧食進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)利用近紅外光譜技術(shù)和構(gòu)建相應(yīng)的檢測(cè)模型對(duì)產(chǎn)毒真菌進(jìn)行分析檢測(cè)，所得出的檢測(cè)結(jié)果偏差值相對(duì)較小，能夠廣泛應(yīng)用于對(duì)產(chǎn)毒真菌的檢測(cè)。

3 總結(jié)

因?yàn)榻t外光譜在應(yīng)用時(shí)十分方便，而且檢測(cè)速度也更快，還能夠進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，在很多領(lǐng)域中都能夠得到廣泛應(yīng)用，具有良好的應(yīng)用前景。雖然該方法在應(yīng)用前期需要投入大量的成本，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看成本是不斷降低的。所以，近紅外光譜技術(shù)在未來(lái)會(huì)擁有良好的應(yīng)用空間，在檢測(cè)領(lǐng)域中的地位也變得越來(lái)越重要，從而有效提升我國(guó)的檢測(cè)水平與能力。