北方偉業(yè)計量集團(tuán)有限公司
食品安全問題是近年來廣受社會關(guān)注的問題之一,其關(guān)乎人們的身體健康與生命安全,同時也在一定程度上會對經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會穩(wěn)定造成影響。想要保證食品質(zhì)量安全,就要做好食品檢測。近紅外光譜分析技術(shù)是近年來我國研發(fā)的一項新技術(shù),在食品檢測應(yīng)用方面具有顯著效果?;诖?,本文主要探究近紅外光譜分析技術(shù)的實際應(yīng)用效果。
近紅外光是一種電磁波,波長在750~3 000 nm范圍內(nèi),波數(shù)13 334~4 000 cm-1。近紅外光譜作為現(xiàn)代發(fā)展較快的光譜分析技術(shù),是定量分析最理想的方式之一。食品分析是食品生產(chǎn)加工過程中最重要的環(huán)節(jié)之一,有機(jī)物是其分析的主要對象,因此在食品行業(yè)中,能分析有機(jī)物的近紅外光譜技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。相較于其他食品檢驗方法,近紅外光譜分析技術(shù)更環(huán)保、更簡單以及更高效。基于此,本文主要圍繞近紅外光譜分析技術(shù),探究其在食品分析檢測中的應(yīng)用。
1 近紅外光譜技術(shù)原理及特點
1.1 原理
近紅外光(NIR)是一種波長750~3 000 nm的電磁波,介于可見光與中紅外光之間,通常其近紅區(qū)域可分為兩個區(qū)域,一是近紅外短波,二是近紅外長波。近紅外光作為電磁波,在具有光屬性的同時,還具有“波”和“粒”的屬性。從技術(shù)上分析,NIR光譜技術(shù)是現(xiàn)代多種技術(shù)的結(jié)合體,不僅包括現(xiàn)代電子以及計算機(jī)技術(shù),還包括光譜分析以及化學(xué)計量等各種技術(shù)。在技術(shù)原理方面,主要通過透射以及漫射來獲取近紅外光譜,一般在均勻和透明液態(tài)樣品中,常通過分析近紅外光譜的透射率、吸光度等參數(shù),獲取樣品信息。
1.2 特點
①近紅外光譜技術(shù)傳輸性能良好,在光導(dǎo)纖維中具有較為優(yōu)良的傳輸性能,可在生產(chǎn)工藝流程中,利用多通道在線檢測關(guān)鍵質(zhì)控點。
②該技術(shù)在檢測樣品時,不會對樣品造成損傷,因此無損性能優(yōu)良,尤其是在檢測活體時,無損性更為顯著。
③近紅外光譜技術(shù)分析速度迅速,一般在實際檢測中,該技術(shù)不需要對樣品進(jìn)行預(yù)處理,1 min左右就能完成測量,工作效率較高。
④適應(yīng)性良好,近紅外光譜技術(shù)對環(huán)境沒有太高要求,實驗室和生產(chǎn)現(xiàn)場都能完成檢測,同時對測試樣品也無形態(tài)等方面的要求,無論是液態(tài)、固態(tài)還是膠狀態(tài)樣品,都能進(jìn)行直接測驗。
⑤分析成本低、無污染,近紅外光譜技術(shù)在應(yīng)用時耗電低,同時也不會造成環(huán)境污染,節(jié)能環(huán)保。
2 近紅外光譜技術(shù)在食品檢測分析中的應(yīng)用探究
2.1 在糧食作物中的檢測應(yīng)用
隨著近紅外光譜技術(shù)的發(fā)展,其逐漸應(yīng)用于糧食作物的檢測中,并發(fā)揮了重要作用。如小麥、大麥、玉米和花生等常見物種,都能利用近紅外光譜技術(shù)進(jìn)行檢測,相關(guān)人員可通過該技術(shù)對小麥粉顆粒分布情況進(jìn)行分析,通過模型與散射校正等,可快速檢測氨基酸含量。如在檢測花生時,可通過抽樣檢測構(gòu)建檢測模型,促使花生油檢測結(jié)果達(dá)到98%的精確度。
2.2 在果蔬中的檢測應(yīng)用
在水果蔬菜中,近紅外光譜技術(shù)通常用來檢測土豆、白菜等生活中常見的品種,主要檢測內(nèi)容為含糖量、酸度、含水量、可溶性固形物。
目前在果蔬檢測中較為普遍應(yīng)用的是組合模型技術(shù),果蔬檢測指標(biāo)逐漸多樣化,以蘋果為例,相關(guān)研究人員針對其糖度檢測研究出了新型檢測方法,即遺傳算法,利用最小二乘法建模,以對不同譜區(qū)定量模型進(jìn)行調(diào)整,獲取最佳的檢測模型,該方法可以用來判斷蘋果品種、蘋果成熟度等,具有較高的準(zhǔn)確度;此外,645~979 nm光譜內(nèi)的光譜還可分析蔬菜吸氧量,結(jié)果準(zhǔn)確度較高。
2.3 在乳制品中的檢測應(yīng)用
近紅外光譜技術(shù)還能有機(jī)結(jié)合光纖技術(shù),檢測分析乳制品,如檢測牛奶品質(zhì),分析其脂肪、蛋白質(zhì)、水分以及糖類含量等,同時該技術(shù)還能在奶粉以及鮮奶的質(zhì)量管控中發(fā)揮作用。在實際檢測中,研究人員會建立奶粉中各類營養(yǎng)成分研究模型,為把控奶粉質(zhì)量有效性提供保障。此外,近紅外光譜分析技術(shù)還能有效應(yīng)用于乳制品生產(chǎn)中,聯(lián)合光纖技術(shù)建立研究模型后,對乳制品中各類營養(yǎng)成分含量進(jìn)行科學(xué)評價。和傳統(tǒng)質(zhì)控方式相比,近紅外光譜分析技術(shù)能對乳制品原料奶中的各營養(yǎng)成分進(jìn)行有效分析,進(jìn)而提高成品乳制品質(zhì)量。
2.4 在食品摻假鑒別中的檢測應(yīng)用
在當(dāng)前,最能影響消費(fèi)者購買體驗的,就是商家在食品中摻假,食品摻假行為不僅會對正常生產(chǎn)經(jīng)營活動造成影響,還會降低商家的誠信度,因此食品摻假檢測是必須要重視的問題。通過近紅外光譜分析技術(shù),對食物成分進(jìn)行快速檢測,分析其是否具有摻假成分。如在檢測火腿腸摻假中,研究人員可利用最小二乘法建模,收集豬肉光譜,以此實現(xiàn)對火腿摻假程度的快捷檢測。
3 結(jié)語
隨著當(dāng)前人們生活水平的提高,人們逐漸將重點放在了提高生活品質(zhì)方面,食品質(zhì)量安全作為能影響人們身體健康的重要問題,廣泛受到人們的關(guān)注,而在食品安全中,最為重要的就是食品安全檢測。近紅外光譜分析技術(shù)作為近年來研發(fā)出來的新型食品檢測方法,其檢測速度快,對檢測樣品破壞性小,且具有操作簡單、穩(wěn)定性高、節(jié)能無污染等眾多優(yōu)勢,不僅在食品檢測中得到廣泛應(yīng)用,在其他領(lǐng)域的應(yīng)用也較為廣泛。從目前發(fā)展現(xiàn)狀來看,該技術(shù)發(fā)展前景良好,在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步下,其硬件設(shè)備成本會不斷降低,軟件數(shù)理統(tǒng)計方法也會不斷完善、優(yōu)化,在食品安全檢測以及各行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
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