便攜式拉曼光譜儀在食品檢測中的應(yīng)用

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(河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院,河南鄭州 450001)

便攜式拉曼光譜儀在食品檢測中的應(yīng)用

胡玉蘭,黃亞偉*,王若蘭,李換,任芳

(河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院,河南鄭州 450001)

便攜式拉曼光譜儀以其快速、無損、便攜等特點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用到了食品領(lǐng)域。本文從便攜式拉曼光譜儀的工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)、研發(fā)等方面進(jìn)行簡單介紹,重點(diǎn)介紹了目前國內(nèi)外采用便攜式拉曼光譜儀在食用油的摻假、農(nóng)藥殘留、非法添加物等方面進(jìn)行檢測和分析的應(yīng)用現(xiàn)狀,并對便攜式拉曼光譜儀在檢測中存在的問題和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了討論,最后對便攜式拉曼光譜儀在食品檢測中的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

便攜式拉曼光譜儀,食品,無損檢測,應(yīng)用

拉曼光譜是一種散射光譜,是對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行定性和定量分析的一種檢測技術(shù),因其具有對樣品不需要進(jìn)行破壞和前處理、分析速度快等特點(diǎn),也被稱作快速無損檢測技術(shù),尤其在食品檢測和分析方面的應(yīng)用帶來了很大的便利[1-4]。長期以來,實(shí)驗(yàn)室拉曼光譜儀由于設(shè)備體積大、質(zhì)量重、價(jià)格昂貴等原因,僅在高校實(shí)驗(yàn)室以及相關(guān)科研院所使用,不能滿足現(xiàn)場使用。隨著微型二極管激光器、光纖樣品探頭及高靈敏性光電耦合器件等技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了便攜式拉曼光譜儀[5]。便攜式拉曼儀以低波數(shù)測量能力著稱,采用共焦光路設(shè)計(jì)以獲得更高分辨率,可檢測樣品表面微米級的痕量物質(zhì)。

便攜式拉曼儀具有體積小、質(zhì)量輕、易于攜帶、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),雖然儀器變小了但其檢測的性能如儀器的分辨率、靈敏度等方面卻有極大的提高,使得檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠,這也是該儀器得到廣泛應(yīng)用的原因之一[6-7]。實(shí)驗(yàn)室大型拉曼儀不能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場的快速檢測,在應(yīng)用上有很多局限性,而便攜式拉曼光譜儀正好彌補(bǔ)這一缺陷,且在這方面具有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢,尤其是在食品企業(yè)的在線檢測和食品監(jiān)管部門的現(xiàn)場檢測,能夠快速獲取物質(zhì)基本信息,實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的鑒別,當(dāng)場出結(jié)果,因此便攜式拉曼光譜儀成為在食品快速檢測方面一種重要的工具,在該領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[8]。

本文簡單描述便攜式拉曼光譜技術(shù)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和當(dāng)前國內(nèi)外的研發(fā)狀態(tài),詳細(xì)論述了當(dāng)前便攜式拉曼光譜在具體食品檢測中的研究,也對儀器在檢測中存在的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了探討,并對其未來在該領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)行了展望。

1 便攜式拉曼光譜儀

拉曼光譜儀可以對透明或半透明的包裝物品進(jìn)行檢測,和紅外光譜相比對水有很弱的吸收,所以對含水性的物質(zhì)檢測有很好的效果[9]。便攜式拉曼光譜儀工作原理和大型的拉曼儀的基本一樣,先是由激光器發(fā)出一束激光經(jīng)濾去雜色光后,聚焦照射在被檢測物上,光的頻率經(jīng)樣品照射后發(fā)生兩種改變,光頻率增大的叫斯托克散射,減小的叫反斯托克散射,兩種散射光的差值就叫拉曼位移。然后,拉曼儀的探頭對拉曼散射光進(jìn)行收集,并濾去頻率沒有發(fā)生變化的散射光,然后利用儀器內(nèi)置光柵對不同波長的散射光進(jìn)行分離,最后對拉曼散射光譜進(jìn)行收集和記錄,并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后最終輸出,得到拉曼光譜圖。

便攜式拉曼儀主要體現(xiàn)在激光器、探頭、光譜儀三個(gè)地方的小型化上[10]。首先激光器要求發(fā)出的是窄帶穩(wěn)頻可變輸出功率的單色光,拉曼探頭是整個(gè)便攜式拉曼儀中重要的組成部分,現(xiàn)在光纖探頭已成為國內(nèi)外主流產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配置,光纖探頭簡化了樣品的外光路,使得光譜儀在線、實(shí)時(shí)、現(xiàn)場分析和監(jiān)測成為可能,推動儀器的便攜化和手持化的研究進(jìn)程[11]。采用多個(gè)探頭連接帶一臺檢測設(shè)備上,還可實(shí)現(xiàn)分布式聯(lián)網(wǎng)檢測;采用多股光纖可減少光傳導(dǎo)的損失,提高效率檢測效率。探測器是光譜儀最重要的部分,常用的光電探測器有光電倍增管和電荷耦合探測器(CCD)。CCD具有多通道探測和高靈敏度,是當(dāng)前光譜儀主流的光探測器。針對CCD的噪聲問題,一般采用半導(dǎo)體熱電制冷片(TEC)可以控制。

目前國外便攜式拉曼光譜儀的發(fā)展很快,例如海洋光學(xué)儀器公司率先在行業(yè)領(lǐng)域研制出了能與顯微鏡連接的便攜式拉曼光譜儀;美國必達(dá)泰克公司生產(chǎn)的便攜式拉曼光譜儀可以滿足不同類型的客戶需求[2]。近些年國內(nèi)便攜式拉曼光譜儀的發(fā)展也很迅速,主要是從儀器成本、測量時(shí)間等方面作為儀器研發(fā)首要考慮的因素。李海燕[12]研究了一種新型便攜式激光拉曼光譜儀的固體及液體樣品測量對焦微動平臺定位裝置,該裝置可以快速、準(zhǔn)確的將被測量樣品放置在最佳的測量位置便于獲得最大的拉曼光譜信號,提高儀器的檢測效率。鄒明強(qiáng)等[13]開發(fā)ZJ-1型國產(chǎn)便攜式三聚氰胺速檢儀,實(shí)現(xiàn)了原料乳中三聚氰胺含量的檢測,該儀器還可拓展到其他食品安全的檢測。倪偉全等[14]自主研制了一種便攜式快速等離激元增強(qiáng)拉曼光譜檢測前處理儀器,用于食品中羅丹明B或類羅丹明B物質(zhì)的提取分離,該前處理儀器處理時(shí)間比實(shí)驗(yàn)室常規(guī)處理方法縮短一半,儀器相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%,可用于現(xiàn)場快速前處理分析,現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際的食品安全檢測現(xiàn)場并取到良好的實(shí)驗(yàn)效果。

2 便攜式拉曼光譜儀在食品檢測方面的應(yīng)用

便攜式拉曼光譜儀是一種新型快速的檢測技術(shù),已經(jīng)在食品檢測中得到廣泛使用。現(xiàn)在,便攜式表面增強(qiáng)拉曼光譜和激光拉曼光譜這兩種類型的拉曼儀在食品分析與檢測中的應(yīng)用最為廣泛。隨著近些年大大小小的食品安全事件頻繁發(fā)生,人們越來越重視食品的安全,便攜式拉曼光譜儀在食品中的應(yīng)用也得到迅速發(fā)展。下面針對市場上常存在的高端食用油摻假現(xiàn)象,食品中的微量和痕量物質(zhì)如農(nóng)藥殘留物、非法添加物等,以及檢測食品中其他的物質(zhì),進(jìn)行了詳細(xì)的描述。

2.1食用油的摻假

多年來食用油的摻假一直存在,屢禁不止,國家相關(guān)部門為了打擊和制止食品的摻偽行為,相繼采取了很多相關(guān)措施,其中在如何鑒別食用油的方法上人們針對不同的檢測對象提出了多種不同類型的檢測方法,便攜式拉曼光譜儀以其快速無損、便攜等特點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用。如今,在市場上被摻假的食用油大多是一些高端油品,如橄欖油、花生油、核桃油等。由于這類油的營養(yǎng)價(jià)值比較高,具有多種功效[15],所以相對應(yīng)的價(jià)格也比較高,很多不法分子看重這一點(diǎn),想從中謀取暴利,不惜鋌而走險(xiǎn)。因此,鑒別食用油中是否摻假,是相關(guān)執(zhí)法部門有力的打擊這種違法行為的重要一步。

特級初榨橄欖油由于其含有豐富的酚類和抗氧化物,被認(rèn)為是橄欖油類中的優(yōu)質(zhì)油,它可以預(yù)防人們的一些疾病的發(fā)生,故使得人們對它的需求不斷增加,市場價(jià)格也比其他普通食用油要高。由于存在潛在的高商業(yè)利潤,故常常被摻雜了其他便宜油種企圖欺騙消費(fèi)者。張朝暉等[16]應(yīng)用便攜式激光拉曼光譜儀,對西班牙、意大利等地進(jìn)口的80余份特級橄欖油樣品進(jìn)行了激光拉曼光譜測定,建立了橄欖油摻假判別的定性和定量分析方法,對特級初榨橄欖油摻加果渣油后拉曼光譜的變化進(jìn)行了比較分析,可對橄欖油等級進(jìn)行判別。Tiryaki等[17]采用便攜式拉曼光譜儀檢測摻入高達(dá)25%大豆油的橄欖油,用偏最小二乘回歸法(PLSR)校準(zhǔn)模型,模型預(yù)測的相關(guān)系數(shù)為0.99,表明該模型預(yù)測效果較好,該檢測方法具有快速、方便、低成本、非破壞性檢測、無樣品制備等特點(diǎn),可廣泛用于特級初榨橄欖油的摻假檢測。

不僅在橄欖油中出現(xiàn)摻假的現(xiàn)象,在花生油、核桃油等油中也存在。韋娜等[18]就利用便攜式拉曼光譜儀對花生油是否摻假進(jìn)行了檢測,通過比較分析拉曼譜圖可以直接看出花生油與其他摻假油的不同,此方法能夠檢測到的摻假10%的花生油。王利軍等[19]也利用便攜式納米增強(qiáng)激光拉曼光譜儀對純花生油中摻入的棕櫚油進(jìn)行快速定性鑒別和定量分析。在樣品光譜采集后,以代表飽和官能團(tuán)的峰值1440 cm-1處作為標(biāo)準(zhǔn)歸一化處理,采用因子分析和最小二乘法定性、定量分析摻入不同比例棕櫚油的花生油樣品,得出拉曼光譜相對峰強(qiáng)度與摻入棕櫚油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)線性相關(guān),相關(guān)系數(shù)0.9959,相關(guān)性好。

王紅等[20]應(yīng)用便攜式激光拉曼光譜儀檢測和鑒別摻雜其他植物油的核桃油,選取每種純植物油主峰的相對拉曼光譜強(qiáng)度為變量進(jìn)行主成分分析,據(jù)此可對摻雜其它油品的核桃油作出定性鑒別;在1265 cm-1處拉曼光譜相對強(qiáng)度與摻雜油品的含量之間的線性關(guān)系建立回歸方程進(jìn)行定量分析,結(jié)果顯示能夠鑒別質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%以上摻假樣品。Huang等[21]通過用便攜式拉曼光譜儀對橄欖油、花生油、玉米油和地溝油四種油的73個(gè)樣品進(jìn)行檢測,采用偏最小二乘—判別分析(PLS-DA)法建立模型和基于特征波段比值判別模型,根據(jù)特征波段的特點(diǎn)和不同拉曼光譜特征峰的強(qiáng)度就可將食用植物油與廢棄食用油準(zhǔn)確區(qū)分出來。

2.2農(nóng)藥殘留

農(nóng)藥殘留對人類和動物的健康構(gòu)成威脅,這也是世界各地食品安全的主要問題之一。傳統(tǒng)的藥物殘留檢測方法既復(fù)雜又耗時(shí)且昂貴,所以快速、便攜、在線、實(shí)時(shí)的檢測是農(nóng)藥殘留檢測的發(fā)展方向[22]。劉燕德等[23]用便攜式表面增強(qiáng)拉曼光譜儀檢測常用于農(nóng)業(yè)上的一種有機(jī)磷農(nóng)藥殺蟲劑殘留物—亞胺硫磷,為了減少甲醇特征峰對亞胺硫磷拉曼譜峰產(chǎn)生的干擾,采用不同的預(yù)處理方法原始拉曼光譜圖,結(jié)果顯示經(jīng)過卷積平滑與基線校正相結(jié)合的預(yù)處理方法后,結(jié)合偏最小二乘法建立定量(PLS)模型得到的預(yù)測結(jié)果最好,模型最佳主因子數(shù)為9,預(yù)測集相關(guān)系數(shù)為0.97,預(yù)測均方根誤差為11.881%。

劉燕德等[24]又用便攜式拉曼光譜儀對另一種常用殺蟲劑—氧樂果進(jìn)行了檢測,采用不同的預(yù)處理拉曼譜圖的方法選出最優(yōu)方法,用主成分回歸(PCR)、偏最小二乘法(PLS)和多元線性回歸(MLR)方法建立拉曼光譜與氧樂果含量之間的預(yù)測模型,由結(jié)果可知氧樂果溶液拉曼光譜數(shù)據(jù)經(jīng)基線校正處理后,結(jié)合PLS建立的模型預(yù)測效果最佳,這也為農(nóng)藥的檢測提供了一種快速簡便的方法。Luo等[25]用便攜式表面增強(qiáng)拉曼光譜儀同時(shí)檢測兩種廣泛用于蘋果殺蟲的殺蟲劑—亞胺硫磷、噻苯咪唑。亞胺硫磷的最低檢測濃度為0.5 μg/g,噻苯咪唑的最低檢測濃度為0.1 μg/g。Xie等[26]用便攜式表面增強(qiáng)拉曼光譜儀檢測蔬菜中的甲胺磷殘留物,通過對激光信號進(jìn)行改進(jìn),發(fā)現(xiàn)在堿性條件pH為13.46下具有最佳的散射效率,檢測限為0.01 μg/mL,該方法檢測甲胺磷快速、可靠,也可作為其它食品污染物檢測的方法。

2.3非法添加物

我國命令禁止在食品中非法添加一些非食用物質(zhì)或?yàn)E用食品添加劑,但是這類的食品安全事件時(shí)有發(fā)生,比如2008年的嬰幼兒“三聚氰胺奶粉”事件;2011年央視“3·15晚會”曝光的河南雙匯火腿“瘦肉精”事件;2015年浙江省金華市食品藥品監(jiān)管部門查出浙江金華市串串香食品有限公司在“哩脊肉串”、“蒙古肉串”等產(chǎn)品中加入日落黃和誘惑紅。當(dāng)這一系列的食品安全事件被曝光出來,不禁讓人們開始擔(dān)心所吃食物的安全性。不管是從檢測手段還是法律的角度,都必需嚴(yán)厲的打擊這種違法行為。

目前,我國制定的檢測三聚氰胺的標(biāo)準(zhǔn)方法主要有三種,分別為高效液相色譜法、氣相和液相-質(zhì)譜聯(lián)用法、質(zhì)譜法[27],但是這些方法不僅檢測費(fèi)用高、耗時(shí)長,且只能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,不能帶到現(xiàn)場檢測,所以人們開始用便攜式的拉曼光譜儀代替進(jìn)行現(xiàn)場快速的檢測[28-29]。Mecker等[30]研制出便攜式的表面增強(qiáng)拉曼光譜儀可對摻有三聚氰胺的產(chǎn)品進(jìn)行檢測,采用檸檬酸鹽包裹納米金粒子(Au NPs),為了增強(qiáng)三聚氰胺的拉曼光譜信號強(qiáng)度,在制作納米金粒子團(tuán)時(shí)加入異丙醇增強(qiáng)拉曼信號,消除三聚氰胺基底樣中其他物質(zhì)對光譜的干擾。三聚氰胺不僅在奶制品中含有,在雞蛋中也會存在,Cheng等[31]以納米金為基底便攜式拉曼光譜儀檢測雞蛋中的三聚氰胺,蛋清和蛋黃的檢出限分別為1.1和2.1 mg/kg,該法可以適用于監(jiān)視市場雞蛋的質(zhì)量和品質(zhì)的控制。王巧華等[32]用基于表面增強(qiáng)便攜式拉曼光譜儀檢測雞蛋中的三聚氰胺,建立了偏最小二乘定量校正模型和譜峰分解定量校正模型,模型對驗(yàn)證集測定值與預(yù)測值的決定系數(shù)分別為0.856、0.947,預(yù)測均方根誤差分別為1.547和0.893,該方法對解決目前我國蛋品市場中偽劣產(chǎn)品帶來的安全隱患具有重要意義和廣闊的應(yīng)用前景。

孔雀石綠是一種人工合成的堿性染料,對水產(chǎn)品動物水霉病有特效,但孔雀石綠及其代謝產(chǎn)物均有毒性和致癌性,2002我國禁止將孔雀石綠用于所有食用動物的養(yǎng)殖,由于孔雀石綠的價(jià)格低廉,所以控制其使用有一定難度[33]。顧振華等[34]采用便攜式表面增強(qiáng)拉曼光譜儀對水產(chǎn)品水樣中孔雀石綠進(jìn)行了快速測定,常見含氮化合物尿素、亞硝酸鈉、零售環(huán)節(jié)所用海水晶等物質(zhì)對該快速測定方法無干擾,特異性較好,儀器檢測限為5.0 μg/L,整個(gè)操作流程從樣品制備、檢測到結(jié)果顯示一般可在3 min內(nèi)完成,因此尤其適宜于現(xiàn)場篩檢。

人們在加工食品的過程中為了改善食品的色澤,常常添加少量的食用色素,以改善感官性質(zhì)。每個(gè)國家對在食品中添加色素具有嚴(yán)格的限制和管理,但還是有一些不法商販在巨大利益的驅(qū)使下過量的添加或添加一些對人體有害的違禁色素,這就需要對這些添加到食品中的色素進(jìn)行檢測和鑒定[35]。李言等[36]采用便攜式表面增強(qiáng)拉曼光譜儀快速檢測一種被廣泛應(yīng)用在食品行業(yè)的著色劑—赤蘚紅,先對赤蘚紅原液進(jìn)行前處理,用密度泛函理論(DFT)計(jì)算出赤蘚紅與金膠按1∶1的體積比制備混合溶液,在pH為5的條件下放置10 min時(shí)檢測赤蘚紅的光譜,赤蘚紅的最低檢測限為1 mg/kg。陳思等[37]采用便攜式拉曼光譜儀快速檢測硬糖中的誘惑紅色素,因?yàn)檎T惑紅色素屬于偶氮類著色劑,所以采用Gauss View 3.07軟件對誘惑紅的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,并用Gaussian 03模擬仿真其拉曼譜峰,通過比較銀納米和金納米增強(qiáng)基底對誘惑紅分子的拉曼效應(yīng)發(fā)現(xiàn)有抑制作用,而普通的拉曼效應(yīng)卻較好,該方法不需對樣品進(jìn)行前處理且基質(zhì)干擾小,單個(gè)樣本檢測可在15 min內(nèi)完成,最低檢測濃度低于0.1 g/kg。

陳啟振等[38]基于便攜式表面增強(qiáng)拉曼光譜儀,檢測未知樣品中是否含有人工合成色素,該方法還可對其他常用的幾種人工合成色素進(jìn)行快速鑒定和半定量分析。黃梅英等[39]采用便攜式拉曼儀分析被廣泛應(yīng)用在食品中的一種重要的香料香精、增香劑-香豆素,該分析方法還可用于檢測水果、糕點(diǎn)、糖果等實(shí)際樣品中的香豆素。

2.4其他

便攜式拉曼光譜儀還可檢測酒中的乙醇含量,果汁飲料類的摻假、煙葉中的病毒、食用油是否發(fā)生氧化等。呂慧英等[40]采用便攜式拉曼光譜儀對白酒中的乙醇含量進(jìn)行直接測定,經(jīng)過比較選擇拉曼光譜的800～1150 cm-1區(qū)間建立模型,其結(jié)果優(yōu)于單變量和單峰的預(yù)測結(jié)果,為拉曼光譜在白酒檢測中的應(yīng)用提供了重要的參考。馬寒露等[41]應(yīng)用便攜式拉曼光譜儀鑒別蘋果汁、梨汁和摻入梨汁的蘋果汁,由于蘋果汁和梨汁中所含果糖異構(gòu)體含量的不同,在866和1126 cm-1兩處拉曼光譜存在著一定的差異,通過建立蘋果汁中梨汁摻入量的模型,能夠比較準(zhǔn)確地分析出摻假蘋果汁的含量。自從拉曼光譜儀可以用于檢測病毒之后,司民真等[42]就利用便攜式表面增強(qiáng)拉曼光譜儀對煙葉中的煙草病毒進(jìn)行檢測,該方法對其它植物病毒的檢測也具有重要的意義。磺胺二甲嘧啶是一種抗菌類藥物,這種物質(zhì)在動物體內(nèi)作用和代謝時(shí)間較長容易有殘留,所以需要對這類物質(zhì)進(jìn)行檢測。韓斯琴高娃等[43]用便攜式表面增強(qiáng)拉曼光譜儀測量牛奶中磺胺二甲嘧啶,根據(jù)磺胺二甲嘧啶在1524、1632 cm-1兩處的“指紋”拉曼特征峰,就可對磺胺二甲嘧啶進(jìn)行快速準(zhǔn)確的鑒別和測定。

3 存在問題和關(guān)鍵技術(shù)

便攜式拉曼光譜技術(shù)已經(jīng)在食品領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,但是在使用的過程中還存在一些關(guān)鍵的技術(shù)問題。拉曼光譜檢測時(shí)常常受到熒光的干擾,熒光的存在影響了拉曼信號的識別以及物質(zhì)的定量分析[44-45]。由于拉曼光譜產(chǎn)生的光譜相對比較弱,其光譜強(qiáng)度一般小于入射光的10-6,而食品是一類含有機(jī)物質(zhì)較多的物質(zhì),當(dāng)激發(fā)光源照射在食品類樣品時(shí),樣品中的有機(jī)分子被光束中的光子吸收后轉(zhuǎn)化為熒光分子從而產(chǎn)生熒光效應(yīng),熒光現(xiàn)象的存在將直接影響拉曼光譜的檢測結(jié)果,所以如何去除或減少熒光效應(yīng)一直是食品研究領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。尤其在果蔬類的農(nóng)藥殘留的檢測中,產(chǎn)生熒光效應(yīng)更明顯。隨著儀器應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大,人們對其各個(gè)方面的性能要求也越來越高,采集軟件的信號降噪、激發(fā)光的功率穩(wěn)定性、分辨率和靈敏度等方面需要更進(jìn)一步提高[11,44,46]?，F(xiàn)在,國內(nèi)很多生產(chǎn)廠家和相關(guān)科研院所也逐漸開始自主研發(fā)不同類型的便攜式拉曼儀,降低研發(fā)成本,在技術(shù)上不斷的改進(jìn),在有些方面的研究已經(jīng)超過了國際上的先進(jìn)水平[47]?，F(xiàn)場化是便攜式拉曼光譜儀所必須滿足的,但是這也對儀器的檢測性能、工作環(huán)境等提出了更高的要求。

4 展望

近年來,隨著便攜式拉曼光譜儀這種光譜技術(shù)的發(fā)展,在食品分析中的應(yīng)用給我們提供了新的檢測視角。便攜式拉曼光譜由于諸多的優(yōu)勢,在分析食品物質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成和評價(jià)食品安全方面是一個(gè)功能強(qiáng)大的工具。在對物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析時(shí),在去除樣品的熒光效應(yīng),分析條件的確定如儀器光源功率、掃描時(shí)間和樣品精確量化分析等,以及激發(fā)光源的穩(wěn)定性和儀器分辨率幾個(gè)方面都還存在巨大的提高空間,未來還有很長的路要走。在以后的研究中,可在儀器的內(nèi)部或外部可以引進(jìn)一些新的技術(shù),如表面增強(qiáng)拉曼光譜和顯微拉曼光譜,從傳感器方面考慮來提高儀器分析的精度和靈敏度;還可與近紅外、傅里葉變換紅外光譜或化學(xué)計(jì)量學(xué)等其他技術(shù)相結(jié)合,克服儀器在檢測上的缺陷。便攜式拉曼光譜儀在食品的快速檢測方面發(fā)揮著不可替代的作用,未來在食品領(lǐng)域,便攜式拉曼光譜儀會朝著智能化和簡便化方向發(fā)展。

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Applicationofportableramanspectroscopyinfoodinspection

HUYu-lan,HUANGYa-wei*,WANGRuo-lan,LIHuan,RENFang

(Henan University of Technology,College of Science and Technology,Zhengzhou 450001,China)

Portable Raman spectrometer has been widely used in the field of food,because of its fast,nondestructive,portable and so on. This paper simply introduces the portable Raman spectrometer of work principle,system structure and characteristics,and specially introduces the application status using portable Raman spectrometer detected and analysis in edible oil adulteration,pesticide residues,illegal additives etc. Then the problems and key technologies in detection of portable Raman spectrometer were discussed. In the end,the application of the portable Raman spectrometer in food detection was prospected.

portable Raman spectrometer;food;non-destructive determination;application

2017-02-28

胡玉蘭(1991-)，女，碩士研究生，研究方向：食品質(zhì)量無損檢測技術(shù)，E-mail：hylan06@163.com。

*通訊作者:黃亞偉(1980-)，男，博士，講師，研究方向：食品質(zhì)量無損檢測技術(shù)，E-mail：ywei0371@163.com。

河南省科技廳自然科學(xué)項(xiàng)目(152102110072)；鄭州市科技局自然科學(xué)項(xiàng)目(20150248)。

TS203

:A

:1002-0306(2017)17-0319-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.17.062