光譜技術(shù)在食品安全快速檢測(cè)中的應(yīng)用研究

劉楓 石林彝族自治縣產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)中心

前言：傳統(tǒng)的食品安全檢測(cè)存在處理流程繁瑣、價(jià)格昂貴、耗時(shí)長(zhǎng)等缺陷，無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速無(wú)損檢測(cè)。結(jié)合光譜技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用可以了解到，這類技術(shù)的應(yīng)用具備效率較高、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確性高、簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，為保證光譜技術(shù)較好服務(wù)于食品安全快速檢測(cè)，正是本文研究的目的所在。

一、食品安全快速檢測(cè)中常用的光譜技術(shù)

熒光光譜檢測(cè)技術(shù)、X射線檢測(cè)技術(shù)、高光譜檢測(cè)技術(shù)、拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)、近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)均屬于食品安全快速檢測(cè)中常用的光譜技術(shù)，這類技術(shù)均通過(guò)了市場(chǎng)檢驗(yàn)，具備較高實(shí)用性。介于篇幅限制，本文研究主要圍繞拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)開(kāi)展，拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)具備無(wú)需預(yù)處理、分析速度快、靈敏度較高、無(wú)需破壞樣本、對(duì)樣品濃度要求較低等優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)近年來(lái)在我國(guó)生物學(xué)、藥學(xué)、化學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域均有著較為廣泛應(yīng)用，且已經(jīng)發(fā)展成為重要的食品安全快速檢測(cè)技術(shù)。在基于拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)的食品安全快速檢測(cè)中，熒光背景的扣除、熱效應(yīng)的消除、針對(duì)性開(kāi)展的拉曼標(biāo)準(zhǔn)譜圖圖庫(kù)建設(shè)均屬于技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)。熒光背景的扣除可利用化學(xué)計(jì)量學(xué)的方式實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器性能實(shí)現(xiàn)，化學(xué)計(jì)量學(xué)的應(yīng)用需關(guān)注手動(dòng)線性背景擬合、不對(duì)稱最小二乘法應(yīng)用、baseline Wavelet背景扣除法應(yīng)用。熱效應(yīng)的消除可基于使用低溫測(cè)樣附件、激發(fā)光源功率降低實(shí)現(xiàn)，配合針對(duì)性開(kāi)展的檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)記錄，拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)即可通過(guò)建設(shè)拉曼標(biāo)準(zhǔn)譜圖圖庫(kù)更好服務(wù)于食品安全快速檢測(cè)[1]。

二、食品安全快速檢測(cè)中光譜技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）成分檢測(cè)

對(duì)于種類豐富的食物來(lái)說(shuō)，油脂、蛋白質(zhì)、糖分屬于其主要營(yíng)養(yǎng)成分，在基于傳統(tǒng)食品檢測(cè)法的成分檢測(cè)中，這類檢測(cè)存在需要運(yùn)用化學(xué)藥品、操作過(guò)程繁瑣等缺陷，但在拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)支持下，這類缺陷可較好克服。現(xiàn)階段我國(guó)食品安全標(biāo)準(zhǔn)涉及團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，且存在多種多樣的食品檢測(cè)方法，而通過(guò)應(yīng)用拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)，上述標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)需要均可較好得到滿足，這是由于該技術(shù)具備適應(yīng)復(fù)雜介質(zhì)成分、可分析特殊性質(zhì)成分、集合多種操作于一體、操作步驟少、有機(jī)溶劑用量少、檢測(cè)效率高、檢測(cè)成本低等特點(diǎn)，且能夠?qū)崿F(xiàn)食品安全快速檢測(cè)的小型化、自動(dòng)化、在線化，技術(shù)具備的優(yōu)勢(shì)可見(jiàn)一斑。

（二）農(nóng)藥殘留檢測(cè)

作為食品安全領(lǐng)域中人們最為關(guān)鍵的問(wèn)題，農(nóng)藥殘留污染會(huì)直接威脅人體健康，而受到當(dāng)下種類豐富的農(nóng)藥影響，存在差異的農(nóng)藥分子結(jié)構(gòu)往往會(huì)導(dǎo)致一直檢測(cè)技術(shù)無(wú)法滿足多種農(nóng)藥殘留檢測(cè)的情況出現(xiàn)，而在拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)支持下，農(nóng)藥的差異性識(shí)別可順利實(shí)現(xiàn)，基于檢測(cè)獲得的農(nóng)藥特征峰，即可實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥種類的準(zhǔn)確、快速檢測(cè)。以RT5000食品安全檢測(cè)儀為例，作為基于拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)的食品質(zhì)量安全檢測(cè)儀器，該儀器由同方威視技術(shù)股份有限公司生產(chǎn)，屬于食品安全現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)設(shè)備，基于混合物識(shí)別算法、線性定量模型、表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)，該設(shè)備能夠快速分析食品安全，提供非定向痕量篩查的分析方案，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)有毒有害物質(zhì)、保健品非法添加、獸藥殘留、易濫用食品添加劑、非食用化學(xué)物質(zhì)、農(nóng)藥殘留的檢測(cè)，共包含6大類100余種物質(zhì)。同時(shí)，設(shè)備還能夠在食品安全檢測(cè)中實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)化，做到實(shí)時(shí)保存檢測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)造假、丟失等問(wèn)題可由此規(guī)避。如對(duì)數(shù)據(jù)存在異議，可基于計(jì)算機(jī)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)施調(diào)取，檢測(cè)的全過(guò)程溯源可由此實(shí)現(xiàn)[2]。

（三）技術(shù)創(chuàng)新探索

對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，食品安全問(wèn)題直接威脅且健康乃至生命安全，該問(wèn)題如無(wú)法得到有效解決，人們將對(duì)食品產(chǎn)生信任危機(jī)，相關(guān)企業(yè)的發(fā)展將受到嚴(yán)重負(fù)面影響，由此催生的經(jīng)濟(jì)損失也會(huì)影響我國(guó)整體發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，近年來(lái)我國(guó)食品安全檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展速度也較為迅速，因此食品安全檢測(cè)技術(shù)人員必須積極學(xué)習(xí)各類新技術(shù)，掌握新技術(shù)應(yīng)用方法，圍繞拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)及相關(guān)設(shè)備開(kāi)展的學(xué)習(xí)便屬于其中典型。以京簡(jiǎn)智儀器設(shè)備有限公司研發(fā)的SERDS Portable-BASE型號(hào)新型便攜式差分拉曼光譜儀為例，該便攜式差分拉曼光譜儀采用多波長(zhǎng)集成化激光光源、高分辨率接收系統(tǒng)、多波長(zhǎng)集成化光路系統(tǒng)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此該設(shè)備具備抗噪聲、抗干擾、檢測(cè)靈敏度極高、光源功率較低等特點(diǎn)，且實(shí)現(xiàn)了較高檢測(cè)準(zhǔn)確性與較低能耗的兼顧，該新型設(shè)備的應(yīng)用價(jià)值可見(jiàn)一斑。為保證拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)更好服務(wù)于食品安全快速檢測(cè)，對(duì)拉曼光譜技術(shù)的本質(zhì)認(rèn)識(shí)、拉曼光譜技術(shù)基底材料成本的控制、拉曼光譜技術(shù)基底重現(xiàn)性和穩(wěn)定性的提升、“拉曼光譜指紋”數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)必須得到重視。

結(jié)論：綜上所述，光譜技術(shù)在食品安全快速檢測(cè)中的應(yīng)用需關(guān)注多方面因素影響。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的成分檢測(cè)、農(nóng)藥殘留檢測(cè)、技術(shù)創(chuàng)新探索等內(nèi)容，則提供了可行性較高的拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用路徑。為更好基于光譜技術(shù)開(kāi)展食品安全快速檢測(cè)，難檢測(cè)的食品安全問(wèn)題攻克、檢測(cè)速率的進(jìn)一步提升、基于食品安全標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)技術(shù)優(yōu)化同樣需要得到重視。