紅外光譜在食品檢測中的應(yīng)用

發(fā)布時間：2019-07-11瀏覽次數(shù)：2316返回列表

紅外光譜技術(shù)是一種的無損檢測技術(shù)，在食品檢測中發(fā)揮著良好的效用。應(yīng)用紅外光譜技術(shù)可以直接對食品進(jìn)行檢測，而且檢測效率較高，檢測成本較低，污染程度較小。因此，適當(dāng)紅外光譜技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用具有非常重要的意義。

紅外光譜的檢測原理

紅外光譜是一種分子吸收光譜，主要包括近紅外檢測(0.75-2.5μm)、中紅外檢測(2.5-25μm)、遠(yuǎn)紅外檢測(25-1000μm)三個區(qū)段。食品樣本受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射后，其分子會吸收一定頻率紅外光輻射。隨后由振動運(yùn)動(或轉(zhuǎn)動運(yùn)動)引起分子偶矩變化，Z終形成紅外吸收光譜。紅外光譜中存在于一個區(qū)域內(nèi)，這個區(qū)域的構(gòu)造類似于指紋，這個區(qū)域能夠排除干擾，反映分子間的細(xì)微差別。通過對區(qū)域中不同吸收峰化學(xué)基團(tuán)進(jìn)行對比分析，可判定化合物的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)，進(jìn)而確定食品性質(zhì)。

食品檢測中紅外光譜的應(yīng)用進(jìn)展

目前應(yīng)用于食品檢測領(lǐng)域的紅外光譜技術(shù)主要為近紅外檢測和中紅外檢測。

近紅外檢測應(yīng)用進(jìn)展

近紅外檢測將計(jì)算機(jī)技術(shù)、光譜測量技術(shù)、基礎(chǔ)測試技術(shù)與化學(xué)計(jì)量學(xué)技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)整合，成為的食品檢驗(yàn)?zāi)K。近紅外檢測在食品檢測中的應(yīng)用主要包括肉類安全性、糧食安全性、食用油安全性、酒類安全性、茶葉安全性、乳制品安全性等模塊。如利用近紅外光譜檢測技術(shù)，可對黑木耳、銀耳等食用菌，或者不同區(qū)域生產(chǎn)的山藥樣本進(jìn)行紅外檢測分析。

中紅外檢測應(yīng)用進(jìn)展

中紅外檢測在食品檢測領(lǐng)域中可檢測食用油組分、糧食成分及肉制品中反式脂肪酸含量。如根據(jù)油脂中多次甲基鏈C-O、C-H在中紅外光譜振動方式、振動頻率差異。利用中紅外光譜主成分分析方式，可區(qū)別葵花油、玉米油、菜籽油及橄欖油在1800-1000-1輻射區(qū)域內(nèi)變化；通過液體油樣光纖分析，還可以確定食品摻假情況。

紅外光譜在食品定量分析中的應(yīng)用

一方面，基于近紅的食品定量分析主要通過多個食品樣本的識別，在4200-4800nm-1波段內(nèi)對食品各組分含量，進(jìn)行Z小二乘定量模型的構(gòu)建。通過對多個食品預(yù)測組分含量與參考含量的對比分析，可有效判定被檢測食品組分含量的超標(biāo)情況。如利用傅里葉紅外變化模型，向槐花蜜、油菜蜜中摻加5.0%的麥芽糖漿，利用競爭性自適應(yīng)重加權(quán)算法，構(gòu)建蜂蜜的麥芽糖漿含量定量模型。通過對兩樣本定量模型方根對比分析，可確定兩種蜂蜜的麥芽糖漿摻加含量。在此基礎(chǔ)上，檢測人員可進(jìn)一步拓展檢測范圍，即向槐花蜜中摻加不同含量的麥芽糖漿，配成100個蜂蜜樣本，在305-2100nm-1范圍內(nèi)采集近紅外反射光譜。隨后利用主成分分析方法，對近紅外光譜內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、整合，以蜂蜜麥芽糖含量定量模型構(gòu)建的方式，對定量模型的交叉驗(yàn)證相關(guān)系數(shù)及均方根誤差進(jìn)行逐一分析，從而確定蜂蜜摻加麥芽糖漿的比例。

另一方面，利用中紅外檢測進(jìn)行食品定量分析，主要利用統(tǒng)計(jì)學(xué)、模型參數(shù)估計(jì)、化學(xué)信號處理、定量構(gòu)效關(guān)系、人工智能、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化等化學(xué)計(jì)量方法，提取食品特征，構(gòu)建食品參數(shù)模型，從而達(dá)到定量分析的目的。以中紅外檢測在食品反式脂肪酸含量測定中的應(yīng)用為例，實(shí)驗(yàn)主要利用氯fang-甲醇提取法，提取食品中的脂肪。然后利用甲醇-BF3將食品中的脂肪進(jìn)行快速甲脂化。食品脂肪甲酯化后，在Avatar 375傅里葉變換紅外光譜儀內(nèi)，對食品中反式脂肪酸含量進(jìn)行定量分析，可達(dá)到90.2%-102.3%回收率。

紅外光譜檢測需要多少錢

紅外光譜檢測應(yīng)用十分廣泛，但實(shí)際每次檢測費(fèi)用并不是很高。根據(jù)待測樣品的實(shí)際情況，收費(fèi)一般從幾百到上千元不等。因此紅外光譜儀可以作為日常家居生活中常用的分析方法，幫助我們安全健康的生活。相關(guān)實(shí)驗(yàn)室和機(jī)構(gòu)都廣泛采用紅外光譜儀進(jìn)行快速檢測，從而保證民生安全同時打擊制假分子。

食品特別是農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全問題是人們普遍關(guān)注的問題。為有效處理食品安全問題，相關(guān)人員可根據(jù)食品類型，合理利用近紅外檢測和中紅外檢測技術(shù)，從定性、定量兩個方面，分析食品組分和結(jié)構(gòu)，保證食品摻假問題的及早發(fā)現(xiàn)和處理，為我國食品行業(yè)的健康發(fā)展提供保障。

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