红外光谱技术:食品安全检测的利器
食品质量问题一直受到人们的广泛关注而由品质问题引起的食品安全事故越来越多,所以急需对食品品质进行快速无损检测。目前常用的快速检测方法有化学比色分析法、红外光谱法、免疫学分析法、生物传感器技术、生物芯片检测法以及生物学发光检测法等。红外光谱分析技术因具有分析时间短、无需样品预处理、非破坏性、无污染以及成本低等特点已成为一种快速的现代分析技术广泛应用于食品领域的品质检测。
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红外光谱技术简介
红外光谱(Infrared Spectroscopy)是一种基于分子振动吸收特性的分析技术。当红外光照射样品时,不同化学键会吸收特定波长的红外光,形成的"指纹"图谱。通过分析这些图谱,可以获取食品的组成、结构和品质信息。
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红外光谱法在食品检测中的应用
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红外光谱法在橄榄油掺假鉴别中的应用
广东省惠州市质量计量监督检测所黄秀丽课题组利用Nicolet IS50型傅里叶变换红外光谱仪,衰减全反射进行检测。用吸管吸取油样,均匀平铺于硒化锌的镜面上,以空气做对照,室温下进行测定。扫描范围650-4000cm-1,分辨率4cm-1,每个样品扫描次32次。
植物油中的组分虽较为相似,但因其种类及提取工艺的不同,各组分的含量及所占百分比也会有差异,特别是脂肪酸,其中的不饱和脂肪酸及其他不饱和碳氢化合物可能会在高温条件下发生化学反应生成新的物质,从而导致红外光谱峰位置及面积的改变。
7种植物油加热后其黏度均有所降低,流动性增强,将加热前后红外光谱图变化进行比较,发现加热后变化较明显的为968、1097、3005cm-1吸收峰。7种植物油加热处理后,3005cm-1处的双键吸收峰值均有所下降,而968、1097cm-1处的吸收峰值则表现出了较大差异,详情可见图1。橄榄油加热处理后968、1097 cm-1处的吸收峰上升,而其他种类的植物油则呈现下降趋势,这可能与橄榄油中丰富的不饱和脂肪酸有关。加热处理后,橄榄油在968、1097 cm-1处吸收峰的变化趋势不同于其他种类植物油,这对于鉴别橄榄油具有很重要的指导意义。

图1. 968、1097 cm-1处橄榄油与大豆油加热前后的红外光谱图
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水果检测
传统的检测水果品质的方法多采用物理外观与化学分析结合法,操作繁琐且耗时,利用近红外光谱技术则无需复杂的预处理。比如,检测水果中的糖分含量时,按照特定波长光谱吸收并结合数学模型便可快速、准确地得出结果;检测维生素C含量、内部病虫害情况时,通过与优质水果标准光谱进行对比,即可筛选品质不佳的产品,保障上市水果的质量。
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品质评估
红外光谱可用于:
✦ 判断肉类新鲜度
✦ 检测谷物霉变
✦ 评估水果成熟度
✦ 监测食品储存过程中的品质变化
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红外光谱分析技术展望
经过多年的发展,红外光谱分析技术已逐渐成一种快速的现代分析技术。光纤技术与红外技术结合必然使红外在线检测技术广泛应用于食品以及其他各个领域。并在今后的发展中逐渐形成成熟的在线检测装备投放于市场。成像光谱学将是近红外未来的发展方向,二维阵列检测器的开发使测量成分和成分分布成为可能。光谱成像技术将成为21世纪红外光谱分析技术的发展趋势。
参考文献
[1]孙通,徐惠荣,应义斌.近红外光谱分析技术在农产品/食品品质在线无损检测中的应用研究进展[J].光谱学与光谱分析,2009,29(01):122-126.
[2]黄秀丽,黄飞,曾宪远,等.傅里叶变换红外光谱法在橄榄油掺假鉴别中的应用[J].中国农学通报,2014,30(30):285-289.
[3]刘浩,李光尧,等.近红外光谱技术在食品检测中的应用研究[J].中国食品,2025,(06):57-59.
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