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傅里叶变换红外光谱仪在食品检测中的应用
2021年12月24日 15:43
来源：贵州鑫高仪器有限公司
傅里叶变换红外光谱仪
傅里叶变换红外(FourierTransformInfrared,FTIR)光谱仪主要由红外光源、干涉仪、样品池、检测器、计算机数据处理系统、记录系统等组成，是干涉型红外光谱仪的典型代表，不同于色散型红外仪的工作原理，它没有单色器和狭缝，利用迈克尔逊干涉仪获得入射光的干涉图，然后通过傅里叶数学变换，把时间域函数干涉图变换为频率域函数图。
傅里叶变换红外光谱仪具有扫描速度极快、很高的分辨能力、灵敏度与信噪比高、*的波数位精度、测定的光谱范围宽、能量输出大、全波段内分辨率一致、重复性好、杂散光干扰小、便于与气、液色谱联机等优点。
傅里叶变换红外光谱仪在食品中的应用
01乳制品的监测分析
通过红外光谱技术对乳制品定性定量分析，是实现乳制品快速检测的有效手段。利用傅立叶变换红外光谱法测定奶粉中三聚氰胺的含量，选取1551cm-1附近特征吸收峰，建立线性定量模型。结果表明红外光谱法测定奶粉中三聚氰胺相关度高达0.9992，准确度高、稳定性好、检测限低，样品回收率为98.89%。该法可用于三聚氰胺的快速无损检测，提高奶粉的质量监控能力。
乳制品中脂肪、蛋白质等主要成分的含量及抗生素残留是判断其品质的重要指标。利用中红外光谱技术结合PLS法对原料奶中脂肪、蛋白质含量进行定量分析，结果表明衰减全反射法结合PLS是一种检测原料奶中蛋白质、脂肪含量的有效手段。
02酒制品检测分析
不同产地的葡萄酒具有不同的质量与风格，市场上葡萄酒以假乱真、以次充好现象颇多，寻找简单有效地鉴别葡萄酒产区的方法，有利于葡萄酒市场的健康发展。科学家采用近、中红外光谱的贝叶斯信息融合技术对葡萄酒原产地进行快速识别，建模集准确率为87.11%，检验集准确率为90.87%，提高判别的准确度，为葡萄酒原产地真伪识别提供了一种高效低成本的新方法。
此外，利用红外光谱对白酒年份与香型鉴别也有十分效。因不同香型白酒的成分有所差异，其红外光谱也不尽相同，可根据红外光谱差异鉴别不同年份的白酒。
03茶饮品检测分析
在茶叶品质分析中，红外光谱分析技术越来越得到大家的青睐。有研究员利用傅里叶变换红外光谱可准确鉴别三种半发酵乌龙茶品种单枞、铁观音和奇兰。结果表明，在1800～600cm-1间光谱的峰型和峰强存在明显的差异，据此可以对三种茶叶的种类进行鉴别。还利用傅立叶变换红外光谱法，比较分析了云南普洱碧罗春茶(不发酵茶)、福建乌龙茶(半发酵茶)和普洱熟茶(全发酵茶)红外特征谱的异同，发现茶叶的发酵程度与红外特征谱的1037、1147、1324、1520、和1240cm-1附近吸收峰的强度和峰形密切相关，根据红外光谱特征峰的吸光度和峰形，可以区分茶叶的发酵程度。
利用傅里叶变换红外光谱技术研究不同陈化年份的普洱生茶和熟茶的光谱学特征。结果表明随着陈化时间的延长，吸收峰越来越弱；不同陈化年份的普洱熟茶图存在一定的差异，特别是在1124,1190,1420和1570cm-1波数处，随着时间的延长，吸收峰变得越来越弱。
04食用油检测分析
芝麻油中常常掺杂一些廉价的其他油品，严重损害了消费者的利益。利用中红外光谱技术，对纯芝麻油、掺入大豆油的芝麻油和掺入菜籽油的芝麻油进行分析，通过不同的预处理方法建立*定性模型，应用*模型进行预测，预测结果准确率达100%，准确区分了纯芝麻油和掺伪芝麻油。
油脂中反式脂肪酸含量严重影响人类健康。以酸水解法提取食品中脂肪酸，用傅立叶变换红外光谱仪对反式脂肪酸含量进行了快速测定，回收率达到89.26%～106.51%，相对标准偏差2.29%，结果准确可靠，为测定食品中反式脂肪酸含量提供了新思路。
05果蔬检测分析
果蔬中农药残留快速、高效的检测技术是当前食品安全控制关注的重大问题。用傅里叶红外光谱技术对两种农药的红外光谱进行了测量和分析，验证了FTIR/ATR技术快速检测蔬菜中有机磷农药残留的可行性，测定的低的检测限为0.2×10-6(体积分数)，相关系数为0.9141，低检测限为0.02×10-6，相关系数为0.9036，为果蔬农药残留检测提供了一种方便、快捷、准确的方法。
06谷类检测分析
近年来，少数造假者频频在陈旧大米中涂抹掺加植物油、矿物油，增加其亮度和光泽，冒充优质新鲜大米销售，严重危害消费者身心健康。利用红外光谱对涂有和掺有矿物油的大米进行定性鉴别。将分离出含有矿物油的试样进行红外光谱测试，未出现1745cm-1脂C=O的伸缩振动吸收和1000～1300cm-1伸缩振动吸收，证明该试样中含有直链烷烃的矿物油。文中指出该方法可用于对大米、饼干、瓜子和食用油中是否掺加工业矿物油的鉴定。
粮食在高温高湿条件下极易发霉变质，不仅造成经济损失还严重威胁人畜健康。利用傅里叶变换衰减全反射红外光谱技术结合化学计量学方法(ART-FTIR)，对稻谷中7种常见有害霉菌进行了快速鉴定，建立的线性判别分析和偏最小二乘判别分析模型对7种不同类别菌株的留一交互验证整体正确率分别达到87.1%和87.3%，表明ART-FTIR技术技术可用于谷物中霉菌不同属间的快速鉴别，尤其对不同菌属的霉菌具有良好的判别效果。
07蜂蜜检测分析
我国蜂蜜质量参差不齐，掺假现象也较为严重。
利用中红外图谱分析仪结合化学计量软件建立饶河黑蜂蜂蜜产地真假判别模型判别饶河本地的蜂蜜样品和其它地区蜂蜜样品，准确率达90.3%，为蜂蜜真伪鉴别提供了一种有效的方法。
08肉制品检测分析
可用红外光谱对肉质量评定。
通过肉在不同温度且有氧储藏条件下生化指标变化及其红外光谱间关联性建立PLS模型，利用建立模型对肉新鲜度进行评定，正确率在86.7%～88.9%之间。
09中药检测分析
红外光谱还可应用于中药等复杂混合物的质量检测。
对冬虫夏草含片、西洋参泡茶和灵芝胶囊进行红外光谱分析，将整体成分指纹图谱控制与指标成分定性定量检测有机结合，分别鉴别其真伪，提供了一种操作简便、高通量、低成本的中药质量快速检测方法。
关键词：
红外光谱仪,傅里叶变换红外光谱仪的应用
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