現代近紅外光譜技術在食品檢測中的應用分析

曲玉超，賈 俊，宮國強，張愛國，張 寧

（1.吉林天圓檢測有限責任公司，吉林長春 130022；2.吉林省產品質量監督檢驗院，吉林長春 130103）

食品安全不僅關系著人們的生命安全，也關系著我國社會的穩定、健康發展。因此，保證食品安全至關重要。現代近紅外光譜分析技術是一種電磁波處理技術，該技術可以對物質進行定量和定性分析，能夠高效分辨食品的性質變化。相比于傳統的食品檢測技術，現代近紅外光譜分析技術具有更加環保、更高效的特點，在食品安全檢測中發揮著積極的作用。

1 現代近紅外光譜分析技術的概述

1.1 現代近紅外光譜分析技術的特點

現代近紅外光譜分析技術是近年來迅速發展起來的一門高新分析技術，在物質檢測中發揮著重要作用。①近紅外光譜技術是快速的，在該技術的支持下，校準模型可以快速地確定樣品，并分析其成分和組成。②近紅外光譜處理效率高，可以完成多個樣品的測定和分析，并準確確定樣品的成分含量。此外，近紅外光譜技術具有良好的分析能力，可以將被測光譜信號通過光纖傳輸，方便在修正模型計算后直接顯示樣品的成分或性質結果[1-2]。

隨著數字光譜儀器和化學計量學的發展，現代近紅外光譜技術得到了迅速發展。現代近紅外光譜分析技術屬于分子振動光譜的雙頻和主頻吸收光譜。該技術中的紅外光是一種電磁波，可以對物質進行定量和定性分析。相比于其他光譜分析技術，現代近紅外光譜在結構物質中有著很好的傳播特性，特別是在光纖中，其傳播能力顯得更為優異。同時，現代近紅外光譜分析技術中的金紅外光的頻率與樣品的振動頻率不同，該頻率的紅外光不會被吸收。

1.2 現代近紅外光譜分析技術的工作原理

近紅外光譜是一種介于可見光和中紅外光之間的電磁波譜，是通過伸縮振動倍頻和合頻進行光譜識別的。在近紅外線區域，通過科學的化學計量，可以對近紅外線區域的光譜吸收情況進行統計與處理，然后建立相應的校正模型（圖1），通過該模型，可以反映樣品吸收光譜與其成分濃度之間的關系，而通過這一關系，可以對樣品的成分或性質進行判別。在食品檢測中，通過化學計量方法建立的校正模型，可以很好地避免各種因素對光譜的干擾，大大地提高檢測結果的準確性。

2 現代近紅外光譜分析在食品檢測中的應用

2.1 食品摻假檢測

食品摻假是一種欺騙行為。例如，食品售賣者通過一些非法行為改變食品的賣相，或者在食品中加入一些成分以此迎合消費者的心理。食品摻假不僅擾亂了食品銷售市場，還會損害人們的利益，威脅人們的健康。應用現代近紅外光譜分析技術，可以對食品的摻假成分進行分析。以乳制品為例，當前社會乳制品摻假現象比較嚴重，一些不法分子在乳制品中加水稀釋、加碳酸鈉、明礬等調節酸度。在乳制品的摻假檢測中，檢測部門可以采用現代紅外光譜分析技術對乳制品的組成進行分析。光譜檢測分析中不消耗樣品，從外觀到內在都不會對樣品產生影響，同時通過相應的測樣器件，可以直接測量不同物態的樣品，從而快速判斷樣品中是否存在摻假問題，一旦發現樣品存在摻假問題，有關部門可以對該批產品進行處理，防止產品流入市場。

2.2 食品質量檢測

若食品質量出現問題，不僅會影響到食品的口感，嚴重的還會引起中毒，威脅到消費者的生命安全。對于消費者而言，他們主要是通過肉眼來觀看食品的外在包裝與食品的色相，只要食品包裝無問題，且產品沒過期即可使用，但是一些食品的危害成分并不能通過肉眼判斷，需要借助更為先進的技術來進行檢測。現代近紅外光譜分析技術的出現很好地解決了食品質量安全問題。應用現代近紅外光譜分析技術，可以對食品中的相關成分進行測定，從而判定食品是否安全[3]。

2.3 酒類食品檢測

酒類食品種類繁多，在我國有著很大的消費市場，如何把控好酒類食品質量安全是一個非常重要的課題。在酒類產品的檢測中，傳統的食品檢測方法無法對酒類食品的成分進行有效識別。酒類產品的檢測主要是檢測產品中的乙醇含量，而應用現代近紅外光譜分析技術，可以對酒類產品中的相關成分進行有效識別。例如，在啤酒的檢測中，現代近紅外光譜分析技術可以通過對啤酒中的乙醇和還原糖含量進行檢測，從而判斷啤酒生產是否符合標準，并對其質量進行把控。再如，在葡萄酒的檢測中，應用現代近紅外光譜分析技術，可以對葡萄酒中的苯酚及其他參數的含量進行判定，從而預測其最佳的采摘和釀造時期，保證酒品質量過關。

2.4 釀造食品檢測

在消費類食品中，釀造類食品占據著很大的比重，大致可分為醬油類產品和醋類產品兩大類。根據國家相關規定，在釀造類食品生產中，相關產品中的參數需要符合國家規定（表1）。通過表1發現，這些參數的測定需要借助更為科學的技術。現代近紅外光譜技術的應用，可以準確地測定產品中的參數值[4]。以醬油類產品為例，通過紅外光譜分析技術，可以快速獲取該類食品中總氮和總氨的含量，從而實現質量檢測；再如，在醋類產品的檢測中，通過近紅外光譜分析技術，可以快速檢測產品中的總氨和還原糖含量。此外，近紅外光譜分析技術省去了預處理以及各類試劑的檢測步驟，可以對成品醋類進行有效分類。

表1 醬油中可溶性無鹽固形物、全氮、氨基酸態氮參數參考表

3 現代近紅外光譜分析在食品檢測中應用時需要注意的問題

3.1 注重樣品的采集與保存

在食品檢測中，樣品的采集與保存是一個非常重要的工作，如果食品檢測中所用的樣品出現問題，就會出現檢測結果與實際情況不符的情況。因此，工作人員在采樣時，必須按照規范的程序進行。在采樣時，尤其是一些熟食的采樣，需要做到無菌處理，而且采樣必須明確樣品的日期、批號等參數；采集好的樣本需要進行相應的處理，如冷藏、保鮮，并立即送檢。

3.2 科學選擇儀器和試劑

在現代近紅外光譜分析技術應用過程中，選擇適配的儀器和試劑十分重要。針對食品檢測所要用的儀器，需要根據樣品檢測要求來選擇，且儀器使用前需要進行校準，一旦發現儀器出現問題，要及時處理[5]。針對食品檢測所用的試劑，為了避免試劑對檢測結果造成影響，在使用試劑時，需要確保試劑質量過關。如果發現試劑存在問題，應更換試劑，從而確保檢驗結果的準確性。另外，針對食品檢測所用的儀器設備，需要做好養護，避免設備受到外在因素的干擾。

3.3 檢測方法的確定

不同的食品，其組成也會不同，這也要求在具體檢測時需要根據食品的性質選擇合理的檢測方法。一般情況下，工作人員在拿到檢測樣品后，需要根據樣品的組成或性質，選擇適配的方法，從而準確地檢測出樣品的成分。如果在遇到比較復雜或者成分較多的食品時，需要采用多種檢測方法并用，以此提高檢驗結果的科學性。

3.4 優化檢測環境

現代近紅外光譜分析應用過程中，如果工作環境不合規，就會對檢測結果造成影響。因此，營造良好的檢測環境十分重要。①在構建食品檢測實驗室時，需要對實驗室的功能進行合理劃分，各功能區域之間既要保持一定的聯系，也要互不影響。②結合各個區域的功能性要求，配備完善的設備，包括消毒設施、保溫設施、加熱設施和冷藏設施等[6]。③在食品檢測中，實驗臺面要防水、無滲漏、易于清潔和消毒，并具有耐消毒劑、酸、堿、有機溶解劑和中等熱度的作用。④工作人員需要對實驗室進行消毒處理，防止實驗室滯留灰塵、雜質。

4 結語

現代近紅外光譜分析技術在食品檢測中有著較大應用價值。該技術檢測效率高、速度快，能夠準確地測定食品組成的含量，從而方便進行食品安全控制。我國不僅要深入研究現代近紅外光譜分析技術，還需要結合食品檢測要求，打造良好的檢測環境，保證檢測儀器設備可靠，提高工作人員的業務水平。唯有如此，才能更好地發揮現代近紅外光譜分析技術的作用，保證食品檢測結果的有效性、科學性，進而保證食品的安全可靠。