现代近红外光谱技术在食品检测中的应用

□ 杨 燕 谷晓霞 张 伟 漯河市质量技术监督检验测试中心

在20世纪90年代末，伴随着光谱分析技术的普遍发展，近红外光谱技术随之产生。近红外光谱技术所产生的波长，大都位于1 000～3 000 nm，是当时发展最快的光谱分析技术。且依赖其优质的有机物定性原理以及定量结构分析的有效性，被广泛地应用于我国各个领域当中，发挥良好的传输特性。近红外光谱技术在食品领域上的应用具有重要作用，与传统意义的食品检测方法相比，更具环保性和高效性。

1 近红外光谱技术的应用特点

1.1 技术应用优势

1.1.1 减少检测过程中对样品带来的损失

应用近红外光谱技术，可以根据光纤传播的形式来探测样品是否出现异常，能够有效地避免样品出现破损。特别针对活体检测过程，近红外光谱技术的应用优势更为明显。

1.1.2 高效分析

传统的食品检测技术，往往需要在技术应用之前对食品进行预处理，才能完成对食品的检测过程。应用近红外光谱技术，便能够直接省去对样品预处理的环节，并且能够保证对食品药品的检查过程所消耗的时间在一分钟之内。可见，近红外光谱技术具有分析速度快、能够提高检测效率的优点。

1.1.3 具有较好的传输性能

见外光谱技术所应用到的近红外光，能够在光导纤维当中进行有效的传输，从而对于实现多通道生产工艺流程的把控具有重要的监测意义。

1.1.4 节能环保

节能环保技术应用红外光对样品进行直接检测，不会对外界环境造成影响和污染，因此符合我国当代国家发展进步的主题。

1.2 技术应用缺点

应用近红外光谱进行测量时，被测的组分一般会大于0.1%，因此，由于被测组分包含的灵敏度略差，红外光谱图的变动会比较大。没有经过事先的预处理，会导致处于不同状态下的样品进行同样的测量，从而影响测量的结果。

2 应用近红外光谱技术检测酿造食物的质量

2.1 光谱技术用于检测酿造食品的优势

酿造食品是人们日常必备的食品和调味剂，一般情况下是通过化学方法来完成食物的酿造。因此，传统意义上对于酿造品的检测方法通常会应用到化学方法，在对样品进行检测的过程中，还需要对样品进行预先的处理。应用红外光谱技术能够直接测量酿造品当中的各种营养成分，并且该项技术具有快速、无需应用化学物品及进行预处理等优点。

2.2 对于酒类的检测

应用流动注射红外光谱分析的方法，检测饮料酒中含有的乙醇含量；探测白葡萄酒中所包含的各金属元素的含量；测定红葡萄酒在发酵过程中苯酚含量变化情况。一批专业的研究学者一直致力于研究食品质量无损检测。

例如，中国农业大学的食品学院分析了红外光谱分析法预测酿葡萄酒当中某种元素的变化情况。这项研究为酿酒企业和葡萄园主预测葡萄采摘的最佳时机以及检验葡萄质量是否良好提供了理论依据。该项研究通过列举不同种方法进行光谱检测，对酿造的葡萄酒糖度含量进行准确检测，从而实现预测葡萄采摘最佳时期的目的。五粮液酒厂应用近红外光谱技术，实现对于酒醅当中酸度、淀粉、还原糖以及水分含量进行测定，并且准确地应用波长较短的近红外光谱来完成酒中乙醇含量的检测。

3 近红外光谱技术应用于牛奶及其制品的检测

3.1 光谱技术检测的两个方面

应用近红外光谱技术在对奶制品进行检测的过程中，大致分为两个层面：其中一种是离线检测，应用红外反射仪来完成对于食品样品的反射检测；另一种是进行线性检测，在依靠光纤探头来对存在于生产线的食品样品进行质量检测。

3.2 牛奶制品质量检测实例

一批专门进行食品研究的科研人员，在对牛奶制品进行检测的过程中，应用到牛奶理化质标检测的方法，并且在应用偏最小二乘法的基础上，搭建了一个正确模型，来进行数字滤波的预处理，能够合理利用遗传的最佳算法来完成波段的选举。

以王立杰为首的研究部门，在声光可调谐滤光器乳品成分检测方法的过程中，应用整体检测程序，实现了可靠性的热设计，从而使检测系统的热性得以改善。经过完善后的系统，能够在较短时间内趋于稳定，并且在运行一段时间后会出现光谱重复，使得变异系数降低到标准范围。以吕丽娜为首的研究部门，完成了对牛奶主要成分分析的应用研究，该研究通过利用近红外漫反射光谱，得出了牛奶在漫散射光当中传播的主要方式，以及测量牛奶光线最佳的方法。这一过程同样应用了偏最小二乘法来建立校正模型，通过对比实验，得出了预处理的不同方法，以及不同谱区的不同建模特性。

4 结语

近红外光谱分析法应用于食品检测，相较于传统的食品检测方法具有一定的应用优势。但也存在着许多不足，因此需要研究人员对该分析方法进行深入研究，实现近红外光谱分析法的技术更新，降低检测成本，扩大其应用范围。