□ 楊 燕 谷曉霞 張 偉 漯河市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心

在20世紀(jì)90年代末，伴隨著光譜分析技術(shù)的普遍發(fā)展，近紅外光譜技術(shù)隨之產(chǎn)生。近紅外光譜技術(shù)所產(chǎn)生的波長，大都位于1 000～3 000 nm，是當(dāng)時(shí)發(fā)展最快的光譜分析技術(shù)。且依賴其優(yōu)質(zhì)的有機(jī)物定性原理以及定量結(jié)構(gòu)分析的有效性，被廣泛地應(yīng)用于我國各個領(lǐng)域當(dāng)中，發(fā)揮良好的傳輸特性。近紅外光譜技術(shù)在食品領(lǐng)域上的應(yīng)用具有重要作用，與傳統(tǒng)意義的食品檢測方法相比，更具環(huán)保性和高效性。

1 近紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

1.1 技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

1.1.1 減少檢測過程中對樣品帶來的損失

應(yīng)用近紅外光譜技術(shù)，可以根據(jù)光纖傳播的形式來探測樣品是否出現(xiàn)異常，能夠有效地避免樣品出現(xiàn)破損。特別針對活體檢測過程，近紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢更為明顯。

1.1.2 高效分析

傳統(tǒng)的食品檢測技術(shù)，往往需要在技術(shù)應(yīng)用之前對食品進(jìn)行預(yù)處理，才能完成對食品的檢測過程。應(yīng)用近紅外光譜技術(shù)，便能夠直接省去對樣品預(yù)處理的環(huán)節(jié)，并且能夠保證對食品藥品的檢查過程所消耗的時(shí)間在一分鐘之內(nèi)?？梢?，近紅外光譜技術(shù)具有分析速度快、能夠提高檢測效率的優(yōu)點(diǎn)。

1.1.3 具有較好的傳輸性能

見外光譜技術(shù)所應(yīng)用到的近紅外光，能夠在光導(dǎo)纖維當(dāng)中進(jìn)行有效的傳輸，從而對于實(shí)現(xiàn)多通道生產(chǎn)工藝流程的把控具有重要的監(jiān)測意義。

1.1.4 節(jié)能環(huán)保

節(jié)能環(huán)保技術(shù)應(yīng)用紅外光對樣品進(jìn)行直接檢測，不會對外界環(huán)境造成影響和污染，因此符合我國當(dāng)代國家發(fā)展進(jìn)步的主題。

1.2 技術(shù)應(yīng)用缺點(diǎn)

應(yīng)用近紅外光譜進(jìn)行測量時(shí)，被測的組分一般會大于0.1%，因此，由于被測組分包含的靈敏度略差，紅外光譜圖的變動會比較大。沒有經(jīng)過事先的預(yù)處理，會導(dǎo)致處于不同狀態(tài)下的樣品進(jìn)行同樣的測量，從而影響測量的結(jié)果。

2 應(yīng)用近紅外光譜技術(shù)檢測釀造食物的質(zhì)量

2.1 光譜技術(shù)用于檢測釀造食品的優(yōu)勢

釀造食品是人們?nèi)粘１貍涞氖称泛驼{(diào)味劑，一般情況下是通過化學(xué)方法來完成食物的釀造。因此，傳統(tǒng)意義上對于釀造品的檢測方法通常會應(yīng)用到化學(xué)方法，在對樣品進(jìn)行檢測的過程中，還需要對樣品進(jìn)行預(yù)先的處理。應(yīng)用紅外光譜技術(shù)能夠直接測量釀造品當(dāng)中的各種營養(yǎng)成分，并且該項(xiàng)技術(shù)具有快速、無需應(yīng)用化學(xué)物品及進(jìn)行預(yù)處理等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 對于酒類的檢測

應(yīng)用流動注射紅外光譜分析的方法，檢測飲料酒中含有的乙醇含量；探測白葡萄酒中所包含的各金屬元素的含量；測定紅葡萄酒在發(fā)酵過程中苯酚含量變化情況。一批專業(yè)的研究學(xué)者一直致力于研究食品質(zhì)量無損檢測。

例如，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的食品學(xué)院分析了紅外光譜分析法預(yù)測釀葡萄酒當(dāng)中某種元素的變化情況。這項(xiàng)研究為釀酒企業(yè)和葡萄園主預(yù)測葡萄采摘的最佳時(shí)機(jī)以及檢驗(yàn)葡萄質(zhì)量是否良好提供了理論依據(jù)。該項(xiàng)研究通過列舉不同種方法進(jìn)行光譜檢測，對釀造的葡萄酒糖度含量進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)測葡萄采摘最佳時(shí)期的目的。五糧液酒廠應(yīng)用近紅外光譜技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對于酒醅當(dāng)中酸度、淀粉、還原糖以及水分含量進(jìn)行測定，并且準(zhǔn)確地應(yīng)用波長較短的近紅外光譜來完成酒中乙醇含量的檢測。

3 近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用于牛奶及其制品的檢測

3.1 光譜技術(shù)檢測的兩個方面

應(yīng)用近紅外光譜技術(shù)在對奶制品進(jìn)行檢測的過程中，大致分為兩個層面：其中一種是離線檢測，應(yīng)用紅外反射儀來完成對于食品樣品的反射檢測；另一種是進(jìn)行線性檢測，在依靠光纖探頭來對存在于生產(chǎn)線的食品樣品進(jìn)行質(zhì)量檢測。

3.2 牛奶制品質(zhì)量檢測實(shí)例

一批專門進(jìn)行食品研究的科研人員，在對牛奶制品進(jìn)行檢測的過程中，應(yīng)用到牛奶理化質(zhì)標(biāo)檢測的方法，并且在應(yīng)用偏最小二乘法的基礎(chǔ)上，搭建了一個正確模型，來進(jìn)行數(shù)字濾波的預(yù)處理，能夠合理利用遺傳的最佳算法來完成波段的選舉。

以王立杰為首的研究部門，在聲光可調(diào)諧濾光器乳品成分檢測方法的過程中，應(yīng)用整體檢測程序，實(shí)現(xiàn)了可靠性的熱設(shè)計(jì)，從而使檢測系統(tǒng)的熱性得以改善。經(jīng)過完善后的系統(tǒng)，能夠在較短時(shí)間內(nèi)趨于穩(wěn)定，并且在運(yùn)行一段時(shí)間后會出現(xiàn)光譜重復(fù)，使得變異系數(shù)降低到標(biāo)準(zhǔn)范圍。以呂麗娜為首的研究部門，完成了對牛奶主要成分分析的應(yīng)用研究，該研究通過利用近紅外漫反射光譜，得出了牛奶在漫散射光當(dāng)中傳播的主要方式，以及測量牛奶光線最佳的方法。這一過程同樣應(yīng)用了偏最小二乘法來建立校正模型，通過對比實(shí)驗(yàn)，得出了預(yù)處理的不同方法，以及不同譜區(qū)的不同建模特性。

4 結(jié)語

近紅外光譜分析法應(yīng)用于食品檢測，相較于傳統(tǒng)的食品檢測方法具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢。但也存在著許多不足，因此需要研究人員對該分析方法進(jìn)行深入研究，實(shí)現(xiàn)近紅外光譜分析法的技術(shù)更新，降低檢測成本，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。