基于光谱无损检测技术的鉴别变质牛奶研究

摘要：随着目前中国经济与社会的发展，食品安全问题事件频频发生，社会对食品安全问题的越发关注，这对食品安全监测技术提出了更高的要求。近年来，光谱检测技术以其高效无损准确的优势，已在食品检测领域取得了长远发展。本文简略阐述了近年来在食品安全问题严重的背景下光谱检测技术的发展，主要通过一个测定牛奶未变质和变质后的光谱曲线及其变质过程中的光谱曲线的实验，进行实验的数据分析，对实验做出总结并得出结论，从而揭示光谱检测技术在食品检测领域的潜力，证明这种检测技术确实是一种切实可行的技术且具有自己独特的优势。本文最后对光谱检测技术在食品安全领域的应用做出了展望，希望其能发挥其优势，为我国的食品安全问题的发展做出贡献。

关键词：光谱技术：光谱检测技术：无损检测；食品安全

中图分类号：O657.37文献标识码：A文章编号：2095-3178（2018）19-0355-01

常言道“民以食为天”，食品安全无疑是居民们最关心也最担心的问题。在这样的背景下，食品安全检测显得尤为重要，本次研究在光谱无损检测技术的背景下，进行一个基础且便于操作的实验探究，以揭示光谱检测技术在食品安全领域的应用潜力。

1光谱检测技术的发展现状

随着光谱学的发展，光谱学应用到了许多领域。在食品检测的

领域，光谱检测作为一种新兴的检测手段，发挥着重要作用。不同于传统食品检测方法的流程耗时长、价格昂贵、处理流程繁琐的劣势，光谱检测技术是一种无损检测技术，能够保证食品样品在不被破坏的前提下，探究其特有的理化属性。而且通过这种检测方法，样品制备简单，只需粉碎，无需进行任何化学试剂前处理，或者根本不用进行样品制备，对样品无损耗，测定后仍然可以将样品用作其他用途。这样大大降低了操作费用，同时避免了对环境的污染和破坏。[1]

从2000年开始，光谱技术被应用于食品安全检测中，各种不同波段，不同检测方式的光谱技术逐渐被开发。目前在食品安全检测中研究和应用较多的光谱技术为近红外光谱检测技术、拉曼光谱检测技术、高光谱成像检测技术、X射线检测技术、荧光光谱检测技术以及太赫兹波谱检测技术[2]。基于这些光谱检测技术的家用便携式光谱仪已进入人们的生活。这类仪器在保证了高准确度的同时，

还具有检验方法固定、操作对人员要求不高的优点。

2实验探究

2.1实验研究内容与目的

研究采用常见的牛奶这一样品进行研究，通过对比分析研究多纯牛奶及其变质过程中光谱曲线变化情况，目的是揭示光谱检测技术在食品安全领域的应用潜力。

2.2实验研究步骤

2.2.1样本采集与设计

首先，根据实验要求购买了伊利纯牛奶为样本，用同样材质同种深度的小纸杯作为盛放牛奶的容器，测定其光谱数据作为对照组数据。然后将牛奶放在潮热的空气中进行变质处理，以其味道的变化作为其已变质的依据。将变质一天后的牛奶作为D1样本，以此类推，变质后第二天的牛奶作为D2样本，变质后第三天的牛奶作为D3样本。

2.2.2实验测定基本步骤

（1）连接电脑与USB2000+光纤光谱仪，将探头帽在探头上戴

紧，打开spectrasuite软件，测量暗光源数据（Dark）并保存。（2）在实验室内取钨灯光为光源，将光源投射于定标白板上，

将光谱仪的探头固定使其保持不动，使探头对准定标白板上一点，测定参考光源数据（Reference）并保存。

（3）继续固定光谱仪探头不动，将待测牛奶样品放置于样本台上，使其对准样品表面上一点，测量并保存牛奶光谱数据。每天于固定时间下午四点测量各牛奶的光谱数据并保存。

2.3实验结果与分析

2.3.1实验结果

2.3.2对比分析

伊利纯牛奶在变质过程中的光谱曲线变化情况的对比分析：伊利纯牛奶在变质过程中，其在不同时间段后的光谱曲线的峰值整体呈上升趋势，有较大差异，如图1所示。说明纯牛奶在变质过程中，其成分会发生变化，使其光谱曲线发生变化。其均在600nm—700nm波段达到峰值，说明各变质时段后的伊利纯牛奶在此波段反射率较大。

3研究结论

伊利纯牛奶在其变质过程中，其曲线有较大差异，故若使用光

谱检测技术进行牛奶的检测，可以对牛奶制定其品质的合格标准。以此类推，针对同种食品的检测也可以对其品质指定其相应的合格标准，证明了光谱检测技术的可行性与发展潜力。综上所述，光谱检测技术在食品检测方面有着可观的发展前景与发展潜力，是一项便捷且准确的无损检测技术。

4总结与展望

实验结合了光谱学、食品檢验学等学科知识，利用不同食物的

特征光谱有差异这一特点，对不同牛奶的光谱曲线及其变质不同时间后的光谱曲线进行了定性分析。后续的研究可通过牛奶谱线特性曲线的进一步研究，根据国家对于奶制品合格的规定，能够出定量的结果和判断牛奶是否合格的标准。对于光谱无损检测技术在食品检测领域的应用，有以下几点展望：

（1）光谱检测技术的研究是当前科学研究的一大热点，拥有巨大的发展前景。希望相关科研人员以及政府积极推进此项技术的发展，使我国食品安全问题不断减少。

（2）推进光谱检测技术的发展，光谱检测仪器也应不断提高。希望其能向更精准更便捷的方向发展，且在成本方面应有所调整。另外，希望相关科研人士能够推动便携式光谱仪走进人们的生活，使民众对于食品的安全更加放心。

（3）光谱检测技术已有了可观的发展前景，希望其能在各个领域发挥自己独有的作用，使科技能够真正实现强国、便民，发挥科技进步和科技创新的巨大作用。

参考文献

[1]张力培，鲁雄.近红外光谱分析技术在食品检测中的应用

[J].轻工科技，2016，32（02）：103-105.

[2]黄谦，朱明扬，刘剑波，余莲芳，高炜.光谱检测技术在食品检测中的应用[J].食品安全导刊，2017（12）：102-103.

作者简介：

蔡欣雨（2001.3.21—），女，汉族，学生，目前就读于新疆昌吉州第一中学高三年级。