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近年来,人们的生活水平不断提高,对食品安全的重视程度也在不断提高,这就需要加大对食品安全检测的力度,近红外光谱分析技术因此发展十分迅速。1980年,我国开始进行近红外光谱技术的研究和应用,经过十年的发展,该技术在农业、石油、食品等行业中得到了广泛的应用。近红外光谱技术在食品行业中的应用不是很长,但是它能够有效地对食品中的有害物质等进行鉴定,从而保证食品的安全性。
近红外光谱技术已经发展并应用了数十年,其在各大行业中都有着广泛的应用,而且取得了良好的成果。它能够在这么短的时间里受到诸多行业的青睐,主要是其具备下面优势和特点:①近红外光谱属于分子振动光谱,这种振动光谱会在共价化合物之间产生,只有在共价化学键之间才会发生反应,包括C-H键、N-H键、O-H键、C=O键等,而且可以在检测的过程中对检测指标进行拓展,有效提高检测的准确性。②近红外光的穿透力很强,能够穿透多种一般光谱无法穿透的物质,包括玻璃等石英材质,而且该光谱的区域散射效应比较大,在观察的时候更加直观,对物质的检测效果也比较好。③一般来说,大部分物质对近红外光谱的吸收很小,为了保证近红外光谱被检测物质充分吸收,就需要提高近红外光谱仪器的信噪比,目前最主流的信噪比要达到(25 000~100 000)∶1,这样才能有效保证检测效果,这也是近红外光谱仪器的特点之一[1]。④近红外光谱仪器检测过程中对样品的要求不是很高,所以说在制备样品的时候只需要将样品进行粉碎,而且不需要加入任何试剂就可直接进行检测,这在一定程度上缩短了检测周期,降低了样品制备的成本。⑤该方法检测的速度较快,一般来说检测的过程只需要几秒钟就可以完成相应的指标检测,在很大程度上提高了检测效率。
目前,使用最广泛的近红外光谱仪器主要由光源、单色器等部件组成,不同的部件有着各自的功能和作用[2]。所以说,在设计和安装的时候要保证各项部件功能的完整性。根据组成部分的不同,近红外光谱仪器可以分为不同的种类,不同的光源型有着各自的特点和应用场景。国内专业人士对近红外光谱仪器的分类进行了详细的研究,针对不同的应用场景,分别研究出了粮食成分检测的近红外光谱仪、近红外农产品品质分析仪、近红外的矿物分析仪等仪器,为我国近红外光谱分析技术及仪器的发展做出了重大的贡献[3]。
近红外光谱分析技术在生鲜食品检测中也有广泛的应用,不仅可以检测生鲜食品中的有害、有毒物质,还能对生鲜食品中相应的营养物质进行检测,所以该技术的应用十分广泛。袁雷等人通过建立预测模型,将柑橘中的总酸、总糖和维生素进行化学值的预测,从而计算出相关系数R2,其中总酸为0.959,总糖为0.970,而维生素为0.973[4]。李桂峰等人将建立起来苹果硬度的预测模型,最终预测出R2为0.965 2[5]。马本学等人利用近红外反射光谱分析技术建立了库尔勒香梨脱萼果/宿萼果类别定性判别模型,并且最终预测校正集、预测集正确率分别为100%和95%[6]。由此可见,近红外光谱分析技术在生鲜产品食品检测方面有着广泛的应用。为了保证生鲜食品的安全性,加强近红外光谱分析技术的研究和应用是很有必要的。
近红外光谱分析技术除了在上述几个行业有所应用,在奶制品以及饮料等方面也有着广泛的应用,其主要是可以对奶制品及饮料进行各种物质含量的在线检测,从而保证奶制品以及饮料的各项营养元素的含量。王彩云等人对近红外投射技术进行研究和分析,并结合PLS对牛奶中氯霉素残留含量进行预测,最终预测结果R2为0.989 3[7]。王右军等人对掺入不同物质的牛奶进行R2的预测,最终发现无论是掺入什么物质其R2都会超过0.969[8]。袁石林等人对液态牛奶中的三聚氰胺含量进行预测,最终预测出R2达到了0.910 9[9]。王运丽等人通过PLS建立相应的模型,然后对红茶饮料中的多种邻苯二甲酸酯含量进行预测,最终预测出R2分别为0.989 5、0.992 7、0.984 2和0.987 9[10]。综上,近红外光谱分析技术能够有效地对奶制品以及饮料中各项物质的含量进行检测,从而保证奶制品及饮料的品质和安全性。
随着人们对食品安全及品质的重视,食品安全检测技术得到了快速发展,尤其是近红外光谱技术在食品安全检测中的应用,其不仅有着很快的分析速度,而且能够在线进行食品安全检测;另外,该技术在检测过程中不会破坏食品结构,也不会影响食品的安全性,所以说加强该技术在食品安全检测中的应用刻不容缓。本文通过对近红外光谱技术在生鲜食品、奶制品以及饮料等食品安全检测中的应用进行分析,希望为我国食品安全检测的快速发展提供一些参考。