現(xiàn)代近紅外光譜方法在食品檢測中的應(yīng)用

（1.河南花花牛乳業(yè)集團(tuán)股份有限公司鄭州分公司，河南 鄭州 450000；2.鄭州永揚(yáng)檢測服務(wù)有限公司，河南 鄭州 450000；3.河南華測檢測技術(shù)有限公司，河南 鄭州 450000）

近年來，人們的生活水平不斷提高，對食品安全的重視程度也在不斷提高，這就需要加大對食品安全檢測的力度，近紅外光譜分析技術(shù)因此發(fā)展十分迅速。1980年，我國開始進(jìn)行近紅外光譜技術(shù)的研究和應(yīng)用，經(jīng)過十年的發(fā)展，該技術(shù)在農(nóng)業(yè)、石油、食品等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。近紅外光譜技術(shù)在食品行業(yè)中的應(yīng)用不是很長，但是它能夠有效地對食品中的有害物質(zhì)等進(jìn)行鑒定，從而保證食品的安全性。

1 近紅外光譜分析技術(shù)的優(yōu)勢

近紅外光譜技術(shù)已經(jīng)發(fā)展并應(yīng)用了數(shù)十年，其在各大行業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用，而且取得了良好的成果。它能夠在這么短的時(shí)間里受到諸多行業(yè)的青睞，主要是其具備下面優(yōu)勢和特點(diǎn)：①近紅外光譜屬于分子振動光譜，這種振動光譜會在共價(jià)化合物之間產(chǎn)生，只有在共價(jià)化學(xué)鍵之間才會發(fā)生反應(yīng)，包括C-H鍵、N-H鍵、O-H鍵、C=O鍵等，而且可以在檢測的過程中對檢測指標(biāo)進(jìn)行拓展，有效提高檢測的準(zhǔn)確性。②近紅外光的穿透力很強(qiáng)，能夠穿透多種一般光譜無法穿透的物質(zhì)，包括玻璃等石英材質(zhì)，而且該光譜的區(qū)域散射效應(yīng)比較大，在觀察的時(shí)候更加直觀，對物質(zhì)的檢測效果也比較好。③一般來說，大部分物質(zhì)對近紅外光譜的吸收很小，為了保證近紅外光譜被檢測物質(zhì)充分吸收，就需要提高近紅外光譜儀器的信噪比，目前最主流的信噪比要達(dá)到（25 000～100 000）∶1，這樣才能有效保證檢測效果，這也是近紅外光譜儀器的特點(diǎn)之一[1]。④近紅外光譜儀器檢測過程中對樣品的要求不是很高，所以說在制備樣品的時(shí)候只需要將樣品進(jìn)行粉碎，而且不需要加入任何試劑就可直接進(jìn)行檢測，這在一定程度上縮短了檢測周期，降低了樣品制備的成本。⑤該方法檢測的速度較快，一般來說檢測的過程只需要幾秒鐘就可以完成相應(yīng)的指標(biāo)檢測，在很大程度上提高了檢測效率。

2 近紅外光譜分析技術(shù)國產(chǎn)儀器研究進(jìn)展

目前，使用最廣泛的近紅外光譜儀器主要由光源、單色器等部件組成，不同的部件有著各自的功能和作用[2]。所以說，在設(shè)計(jì)和安裝的時(shí)候要保證各項(xiàng)部件功能的完整性。根據(jù)組成部分的不同，近紅外光譜儀器可以分為不同的種類，不同的光源型有著各自的特點(diǎn)和應(yīng)用場景。國內(nèi)專業(yè)人士對近紅外光譜儀器的分類進(jìn)行了詳細(xì)的研究，針對不同的應(yīng)用場景，分別研究出了糧食成分檢測的近紅外光譜儀、近紅外農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)分析儀、近紅外的礦物分析儀等儀器，為我國近紅外光譜分析技術(shù)及儀器的發(fā)展做出了重大的貢獻(xiàn)[3]。

3 近紅外光譜分析技術(shù)在食品方面的應(yīng)用

3.1 在生鮮食品方面的應(yīng)用

近紅外光譜分析技術(shù)在生鮮食品檢測中也有廣泛的應(yīng)用，不僅可以檢測生鮮食品中的有害、有毒物質(zhì)，還能對生鮮食品中相應(yīng)的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行檢測，所以該技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛。袁雷等人通過建立預(yù)測模型，將柑橘中的總酸、總糖和維生素進(jìn)行化學(xué)值的預(yù)測，從而計(jì)算出相關(guān)系數(shù)R2，其中總酸為0.959，總糖為0.970，而維生素為0.973[4]。李桂峰等人將建立起來蘋果硬度的預(yù)測模型，最終預(yù)測出R2為0.965 2[5]。馬本學(xué)等人利用近紅外反射光譜分析技術(shù)建立了庫爾勒香梨脫萼果/宿萼果類別定性判別模型，并且最終預(yù)測校正集、預(yù)測集正確率分別為100%和95%[6]。由此可見，近紅外光譜分析技術(shù)在生鮮產(chǎn)品食品檢測方面有著廣泛的應(yīng)用。為了保證生鮮食品的安全性，加強(qiáng)近紅外光譜分析技術(shù)的研究和應(yīng)用是很有必要的。

3.2 在奶制品及飲料方面的應(yīng)用

近紅外光譜分析技術(shù)除了在上述幾個(gè)行業(yè)有所應(yīng)用，在奶制品以及飲料等方面也有著廣泛的應(yīng)用，其主要是可以對奶制品及飲料進(jìn)行各種物質(zhì)含量的在線檢測，從而保證奶制品以及飲料的各項(xiàng)營養(yǎng)元素的含量。王彩云等人對近紅外投射技術(shù)進(jìn)行研究和分析，并結(jié)合PLS對牛奶中氯霉素殘留含量進(jìn)行預(yù)測，最終預(yù)測結(jié)果R2為0.989 3[7]。王右軍等人對摻入不同物質(zhì)的牛奶進(jìn)行R2的預(yù)測，最終發(fā)現(xiàn)無論是摻入什么物質(zhì)其R2都會超過0.969[8]。袁石林等人對液態(tài)牛奶中的三聚氰胺含量進(jìn)行預(yù)測，最終預(yù)測出R2達(dá)到了0.910 9[9]。王運(yùn)麗等人通過PLS建立相應(yīng)的模型，然后對紅茶飲料中的多種鄰苯二甲酸酯含量進(jìn)行預(yù)測，最終預(yù)測出R2分別為0.989 5、0.992 7、0.984 2和0.987 9[10]。綜上，近紅外光譜分析技術(shù)能夠有效地對奶制品以及飲料中各項(xiàng)物質(zhì)的含量進(jìn)行檢測，從而保證奶制品及飲料的品質(zhì)和安全性。

4 結(jié)語

隨著人們對食品安全及品質(zhì)的重視，食品安全檢測技術(shù)得到了快速發(fā)展，尤其是近紅外光譜技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用，其不僅有著很快的分析速度，而且能夠在線進(jìn)行食品安全檢測；另外，該技術(shù)在檢測過程中不會破壞食品結(jié)構(gòu)，也不會影響食品的安全性，所以說加強(qiáng)該技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用刻不容緩。本文通過對近紅外光譜技術(shù)在生鮮食品、奶制品以及飲料等食品安全檢測中的應(yīng)用進(jìn)行分析，希望為我國食品安全檢測的快速發(fā)展提供一些參考。