拉曼光谱技术在食品质量安全检测中的应用

□ 徐秋艳 江苏权正检验检测有限公司

1 拉曼光谱技术的原理

物质会产生拉曼散射效应，不同的物质产生不同的振动模式，然后对振动模式进行判断，可以确定出物质中的基因的种类，从而对试样作出分析，该技术被称为拉曼光谱分析技术[1]。拉曼技术近年来随着科技的进步也不断发展，新的拉曼光谱技术可以很好地克服荧光干扰，比如激光共振光谱、傅里叶拉曼光谱等。

2 拉曼光谱技术应用于食品成分检测

食品中的成分种类繁多，十分复杂，主要检测的成分有蛋白质、色素、维生素、碳水化合物、脂质等。一些传统的检测方法像气相色谱法、质谱法等，不能进行无损检测，检测前样品处理麻烦、操作复杂，而且必须由专业人员进行，拉曼光谱技术克服了以上缺点，具有广阔的发展前景[2]。

2.1 碳水化合物

一些水果中主要包含的成分就是碳水化合物，拉曼光谱技术可以有效地检测出其中的碳氮键、碳硫键、碳碳键等特征基团，但是碳水化合物一般分子量比较大，在分析同分异构体时难度大，因此拉曼光谱分析技术主要在分析单糖和低聚糖方面有明显的优势。近年来，拉曼技术在果糖、甘蔗糖等小分子碳水化合物的分析上有了突破，还可以定量分析枫树糖浆中的甜菜糖，而且具有相当高的检测准确度[3]。

2.2 蛋白质

蛋白质主要为人体提供所需的能量和各种氨基酸，食品营养价值的重要指标就是所包含的氨基酸的含量和种类，研究蛋白质可以帮助人们更好地摄取营养。食品中蛋白质种类和含量差别很大，对其研究具有一定的困难性。为了提高检测水平，拉曼光谱技术已经取代了传统的蛋白质检测方法，该技术通过分析谱图中的特征参数获取蛋白质结构，还可以通过分析蛋白质的侧链微环境，从而对其所处环境的温度、pH值进行判断[4]。

2.3 脂质

脂质主要由脂肪酸和甘油三酯构成，拉曼光谱技术对脂质的分析包括动物脂肪的结构、含油量及脂肪酸组成等方面，因而可以控制油脂的品质。早期的拉曼技术已经实现了对植物油中顺反结构的检测，现在主要研究脂质中脂肪酸的含量，并对基团之间的最优峰和关联性进行探究。

2.4 色素

从特征峰来看，胡萝卜类色素在拉曼分析中最明显，通过对样品中色素含量的检测，进而判断出瓜果蔬菜的成熟度和新鲜度。

2.5 维生素

根据溶解性的不同，维生素包括脂溶性和水溶性维生素，研究者对多种水溶性的维生素进行了分析，证实了拉曼光谱技术可以应用于对维生素的测定，并且检测更加高效便捷[5]。

3 拉曼光谱技术用于检测食品中的非法添加剂

近年来食品安全事件层出不穷，使人们更加重视食品的安全性。食品安全问题主要包括食品添加剂过量及非法使用添加剂。拉曼光谱技术相较于传统的检测非法添加剂的方法有很多优点，在食品监测部门广泛使用。

3.1 检测蔬果中农药的残留

蔬菜瓜果中残留的农药会引起食物中毒，严重威胁着人们的身体健康。当前，拉曼技术在农药检测方面有了突破性的进展，对农药进行检测时，首先获取蔬果的拉曼光谱图，可以快速识别出农药，然后获取农药的拉曼光谱图，对其测量，统计获得的数据进而形成数据库，并建立相应的评定模型，通过识别有农药残留的果蔬的拉曼光谱，测量出果蔬表面残留的农药含量。

3.2 检测牛奶中的三聚氰胺

最初的用于牛奶中蛋白质的检测方法是凯氏定氮法，因而不法人员通过加入三聚氰胺来提高牛奶的含氮量。三鹿毒奶粉事件爆发后，国家出台了标准的检测方法，包括气相色谱-质谱联用法、高效液相色谱法等，但是这些检测方法都难以达到牛奶加工中快速检测的要求。研究者利用拉曼光谱技术对牛乳中的三聚氰胺进行了分析，检出时间仅仅几分钟，也避免了含氮化合物对检测结果的干扰。

4 结语

食品质量安全检测中，拉曼光谱分析技术凭借其操作步骤简便、高灵敏度及特殊性强的优点，应用范围极其广泛，在食品检测中发挥着不可替代的作用，引起了研究者的广泛关注。我国的食品检测部门要加大对拉曼技术的革新与应用，不断完善拉曼光谱技术，提高我国食品的安全性，保障人民的身体健康，从而促进社会的稳定和谐发展。