論食品檢測(cè)中紅外光譜技術(shù)的運(yùn)用

時(shí)間：2024-07-25 11:28:19 論文范文我要投稿

　　【摘要】隨著生活水平的提高，人們對(duì)食品的質(zhì)量安全越來越關(guān)注。檢驗(yàn)檢測(cè)就是重要的大門守衛(wèi)，為人們把守食品安全的大門。紅外光譜技術(shù)，雖然在食品檢測(cè)應(yīng)用方面時(shí)間較短，但成效顯著。本文對(duì)紅外光譜技術(shù)及其運(yùn)用進(jìn)行了簡要的介紹和分析探討。

　　【關(guān)鍵詞】食品檢測(cè);紅外光譜技術(shù);運(yùn)用

　　Abstract With the improvement of living standards, people are increasingly concerned about food quality and safety. Inspection is important to guard the door for people to guard food safety gates. Infrared spectroscopy, although the time is short in food testing applications, but with remarkable results. In this paper, the use of infrared spectroscopy and a brief description and analysis discussed.

　　Keywords food testing; infrared spectroscopy; use

　　引言

　　常言道：“民以食為天，食以安為先”，食品的質(zhì)量與安全問題與廣大人民群眾的身體健康與生命安全息息相關(guān)，同時(shí)對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的穩(wěn)定也有著重要的影響。然而近年來，食品安全問題卻總是在困擾著人們，帶來的后果就是對(duì)我國的食品檢測(cè)機(jī)制逐漸失去了信心。一個(gè)個(gè)令人恐懼的例子依然清晰：蘇丹紅、地溝油、瘦肉精、毒奶粉等等，這些都是被曝光出來的，引起了社會(huì)廣泛的爭議，可還有很多并不被人們所知的，正在悄然危害廣大人民群眾的身心健康。人們有理由懷疑我國的食品檢測(cè)，有理由對(duì)食品失去信賴。亡羊補(bǔ)牢，為時(shí)未晚。由于檢測(cè)方法、標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)都與先進(jìn)國家有一定的差距，目前尋求一種理想、安全、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確、方便的檢測(cè)方法勢(shì)在必行。紅外光譜技術(shù)應(yīng)用于食品安全檢測(cè)雖然較短，但其特點(diǎn)顯著：低成本高效率，操作便捷，環(huán)保等等，這些都使其在這一領(lǐng)域?qū)⒂泻艽蟮那熬啊?/p>

　　1.紅外光譜分析技術(shù)簡介

　　食品分析檢測(cè)在食品生產(chǎn)加工過程中占有重要地位�；瘜W(xué)測(cè)定法使用簡便，但其中含有污染環(huán)境的成分;而高成本、高素質(zhì)要求則使得現(xiàn)代檢測(cè)難以大眾化。針對(duì)此困境，紅外光譜技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它憑借快速、簡便、環(huán)保等突出特點(diǎn)在食品行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

　　紅外光譜技術(shù)，即利用紅外光和分子作用所產(chǎn)生的分子振動(dòng)的原理，來記錄分子吸收紅外光之后所呈現(xiàn)的振動(dòng)模式。記錄吸收光的相對(duì)強(qiáng)度對(duì)紅外光波長所得的譜圖，就是紅外光譜。紅外光譜根據(jù)波長分為3個(gè)區(qū)域，分別是近紅外(Near Infrared)，波長為0.75～2.5μm，波數(shù)為13334～4000cm-1;中紅外(Middle Infrared)，波長為2.5～25μm，波數(shù)為4000～400cm-1;遠(yuǎn)紅外(Far Infrared)，波長為25～1000μm，波數(shù)為400～10cm-1。研究和應(yīng)用最多的區(qū)域，是中紅外區(qū)域，所以正常情況提到的紅外光譜即為中紅外區(qū)的紅外光譜。

　　2.紅外光譜技術(shù)檢測(cè)原理

　　紅外光譜技術(shù)檢測(cè)的原理，就是運(yùn)用紅外光譜法檢測(cè)有機(jī)物，通過紅外光譜儀發(fā)出紅外光線，并將其照射到待檢測(cè)物體的表面。有機(jī)物由于吸收特性就會(huì)吸收紅外光，從而產(chǎn)生紅外光譜圖。根據(jù)光譜圖，技術(shù)人員就可以找到電腦內(nèi)存中與吸收峰相對(duì)應(yīng)的化學(xué)基團(tuán)數(shù)據(jù)庫。紅外光譜中譜峰的位置、數(shù)目、吸收強(qiáng)度、形狀均與化合物的結(jié)構(gòu)和所處狀態(tài)有關(guān)，結(jié)構(gòu)、狀態(tài)不同，譜峰則不同。因此，根據(jù)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)或官能團(tuán)，與紅外光譜之間的關(guān)系，可以定性分析有機(jī)化合物。

　　不僅如此，紅外光譜還可用于定量分析，在郎伯-比爾(Lambert-Beer)定律的理論基礎(chǔ)上，紅外光譜含有可供選擇的特征波長，因此，不管是氣體、液體，還是固體，都可通過紅外光譜進(jìn)行定量分析。

　　3.食品檢測(cè)中紅外光譜技術(shù)的運(yùn)用

　　3.1定量檢測(cè)

　　憑借高效、便捷、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，紅外光譜技術(shù)在食品行業(yè)有廣泛的運(yùn)用。然而僅僅依靠紅外光譜是不能完成對(duì)樣品的分析和檢測(cè)的，還需要通過化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，對(duì)其進(jìn)行提取特征，并建立恰當(dāng)?shù)哪Ｐ�，最終才能實(shí)現(xiàn)定性、定量分析。

　　針對(duì)食品中反式脂肪酸含量測(cè)定，余麗娟等人找到了一種測(cè)定方法。使用鹽酸酸解處理含有脂肪酸的食品，經(jīng)過有機(jī)溶劑的萃取后，使用傅立葉變換紅外光譜儀，定量反式脂肪酸的特征峰，吸收峰的面積與反式脂肪酸含量之間的關(guān)系是呈線性相關(guān)的，根據(jù)此可以快速測(cè)定，回收率為89.26%～106.51%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.29%。

　　對(duì)于同樣的測(cè)定內(nèi)容，肖飛燕等人尋找出了另外一種方法。運(yùn)用氯仿-甲醇提取法或索氏提取法，對(duì)食品中的脂肪進(jìn)行提取，甲醇-BF3會(huì)將其快速甲酯化，然后采用Avatar370傅立葉變換紅外光譜，定性定量分析反式脂肪酸，回收率達(dá)到89.5%～103.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差1. 80%。這種方法對(duì)一般食品營養(yǎng)標(biāo)簽的測(cè)定都適用。

　　根據(jù)上面介紹的方法，抽取我國市場(chǎng)上的餅干、巧克力、涂抹奶油、冰淇淋、派和蛋糕、薯片和薯?xiàng)l等六大類食品中的20種樣品，測(cè)定其中的反式脂肪酸。測(cè)定結(jié)果顯示，其中有16種檢出樣品，其反式脂肪酸的含量在0.18%～10.34%之間，而在抽取的樣品類別中，反式脂肪酸含量較高的食品類別則是涂抹奶油、蛋黃派和威化餅干。

　　3.2檢測(cè)食品中有毒有害成分

　　食品中的添加劑的使用情況，一直是人們所關(guān)心和重視的。尤其是一些對(duì)人體健康有害的添加劑，其使用情況必須得到嚴(yán)格的控制。

　　測(cè)定奶粉中防腐劑苯甲酸鈉的含量，回瑞華等人想到采用紅外示差光譜對(duì)其進(jìn)行定量分析。將溴化鉀-奶粉的紅外譜圖，從溴化鉀-苯甲酸鈉紅外譜圖中減去，從而得到特征分析峰，波數(shù)為1555cm-1，在該條件下測(cè)定濃度等梯度變化的標(biāo)準(zhǔn)固態(tài)溶液的吸光度。以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度數(shù)值為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，濃度在0～2.5mg/g 范圍內(nèi)時(shí)，苯甲酸鈉的吸光度與濃度之間是線性相關(guān)的，由此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線法，可以對(duì)其進(jìn)行定量分析。測(cè)定出回收率是103.6%，RSD小于1.2。對(duì)于這樣的便捷操作過程，能夠有這樣的數(shù)據(jù)結(jié)果，準(zhǔn)確度、精確度都是讓人滿意和歡喜的。

　　史永剛等人對(duì)水中有機(jī)污染物的近紅外光譜進(jìn)行討論分析，發(fā)現(xiàn)有機(jī)污染物不同，則其在近紅外光譜區(qū)表現(xiàn)出的特征也是不同的。結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)技術(shù)，抓住該特征，則可以快速鑒別出有機(jī)污染物。

　　3.3評(píng)定食品內(nèi)部質(zhì)量

　　通過紅外技術(shù)，就可以對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的測(cè)量。例如蘋果中的水心病，這在蘋果中是常見的一種生理失調(diào)癥狀，多發(fā)在果核周圍，呈輻射狀。通過近紅外光對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，就得到了連續(xù)光譜，將蘋果的病變程度清晰直觀的展現(xiàn)出來。

　　何東健等人運(yùn)用近紅外分光法，對(duì)水果內(nèi)部品質(zhì)的基本原理和檢測(cè)流程進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果顯示，不僅水果的糖度、酸度被清楚檢測(cè)，并且其內(nèi)部缺陷也難以藏身，這些正是符合在線檢測(cè)水果內(nèi)部品質(zhì)的要求。這些技術(shù)，對(duì)果農(nóng)的采摘、銷售，顧客的權(quán)益，都起著非常重要的作用。

　　4.結(jié)語

　　現(xiàn)代紅外光譜分析，集眾家之所長：光譜測(cè)量技術(shù)、化學(xué)計(jì)量學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)。紅外光譜在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用全面展開，有關(guān)紅外光譜的研究越來越多，紅外光譜技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展迅速、前景光明的一門獨(dú)立的分析技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)與分析方法的進(jìn)一步發(fā)展，紅外光譜分析技術(shù)在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域?qū)?huì)具有更加廣闊的前景。

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