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天津市能譜科技有限公司
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常言道:“民以食為天,食以安為先”,食品的質(zhì)量與安全問題與廣大人民群眾的身體健康與生命安全息息相關(guān),同時對經(jīng)濟的發(fā)展、社會的穩(wěn)定也有著重要的影響。然而近年來,食品安全問題卻總是在困擾著人們,帶來的后果就是對我國的食品檢測機制逐漸失去了信心。一個個令人恐懼的例子依然清晰:蘇丹紅、地溝油、瘦肉精、毒奶粉等等,這些都是被曝光出來的,引起了社會廣泛的爭議,可還有很多并不被人們所知的,正在悄然危害廣大人民群眾的身心健康。人們有理由懷疑我國的食品檢測,有理由對食品失去信賴。亡羊補牢,為時未晚。由于檢測方法、標準、法規(guī)都與先進國家有一定的差距, 目前尋求一種理想、安全、經(jīng)濟、準確、方便的檢測方法勢在必行。紅外光譜技術(shù)應(yīng)用于食品安全檢測雖然較短, 但其特點顯著:低成本高效率, 操作便捷, 環(huán)保等等, 這些都使其在這一領(lǐng)域?qū)⒂泻艽蟮那熬啊?nbsp;
1.紅外光譜分析技術(shù)簡介
食品分析檢測在食品生產(chǎn)加工過程中占有重要地位。化學(xué)測定法使用簡便,但其中含有污染環(huán)境的成分;而高成本、高素質(zhì)要求則使得現(xiàn)代檢測難以大眾化。針對此困境,紅外光譜技術(shù)應(yīng)運而生,它憑借快速、簡便、環(huán)保等突出特點在食品行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
紅外光譜技術(shù),即利用紅外光和分子作用所產(chǎn)生的分子振動的原理, 來記錄分子吸收紅外光之后所呈現(xiàn)的振動模式。記錄吸收光的相對強度對紅外光波長所得的譜圖,就是紅外光譜。紅外光譜根據(jù)波長分為3個區(qū)域,分別是近紅外(Near Infrared),波長為0.75~2.5μm,波數(shù)為13334~4000cm-1;中紅外(Middle Infrared),波長為2.5~25μm,波數(shù)為4000~400cm-1;遠紅外(Far Infrared),波長為25~1000μm,波數(shù)為400~10cm-1。研究和應(yīng)用最多的區(qū)域,是中紅外區(qū)域,所以正常情況提到的紅外光譜即為中紅外區(qū)的紅外光譜。
2.紅外光譜技術(shù)檢測原理
紅外光譜技術(shù)檢測的原理,就是運用紅外光譜法檢測有機物,通過紅外光譜儀發(fā)出紅外光線,并將其照射到待檢測物體的表面。有機物由于吸收特性就會吸收紅外光,從而產(chǎn)生紅外光譜圖。根據(jù)光譜圖,技術(shù)人員就可以找到電腦內(nèi)存中與吸收峰相對應(yīng)的化學(xué)基團數(shù)據(jù)庫。紅外光譜中譜峰的位置、數(shù)目、吸收強度、形狀均與化合物的結(jié)構(gòu)和所處狀態(tài)有關(guān),結(jié)構(gòu)、狀態(tài)不同,譜峰則不同。因此,根據(jù)有機化合物的結(jié)構(gòu)或官能團,與紅外光譜之間的關(guān)系,可以定性分析有機化合物。
不僅如此,紅外光譜還可用于定量分析,在郎伯-比爾(Lambert-Beer)定律的理論基礎(chǔ)上,iCAN9傅立葉紅外光譜儀含有可供選擇的特征波長,因此,不管是氣體、液體,還是固體,都可通過紅外光譜進行定量分析。
3.食品檢測中紅外光譜技術(shù)的運用
3.1定量檢測
憑借高效、便捷、環(huán)保等優(yōu)勢,紅外光譜技術(shù)在食品行業(yè)有廣泛的運用。然而僅僅依靠紅外光譜是不能完成對樣品的分析和檢測的,還需要通過化學(xué)計量學(xué)方法,對其進行提取特征,并建立恰當(dāng)?shù)哪P?,最終才能實現(xiàn)定性、定量分析。
針對食品中反式脂肪酸含量測定,余麗娟等人找到了一種測定方法。使用鹽酸酸解處理含有脂肪酸的食品,經(jīng)過有機溶劑的萃取后,使用傅立葉變換紅外光譜儀,定量反式脂肪酸的特征峰,吸收峰的面積與反式脂肪酸含量之間的關(guān)系是呈線性相關(guān)的,根據(jù)此可以快速測定,回收率為89.26%~106.51%,相對標準偏差為2.29%。能譜科技作為國內(nèi)先進的紅外光譜儀制造商,生產(chǎn)的iCAN9傅立葉紅外光譜儀具有先進的紅外光源系統(tǒng)、穩(wěn)定的光學(xué)系統(tǒng)、高性能的電子系統(tǒng)、人性化的操作系統(tǒng)、極強的防潮處理、豐富的擴展性等特點廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、高校、環(huán)保等領(lǐng)域,得到了廣大用戶的好評。使用iCAN9傅里葉變換紅外光譜儀,搭載自主研發(fā)的ATR附件,輕松滿足企業(yè)檢測要求,我們的產(chǎn)品可以成為企業(yè)實驗室的得力幫手。
對于同樣的測定內(nèi)容,肖飛燕等人尋找出了另外一種方法。運用氯仿-甲醇提取法或索氏提取法,對食品中的脂肪進行提取,甲醇-BF3會將其快速甲酯化,然后采用Avatar370傅立葉變換紅外光譜,定性定量分析反式脂肪酸,回收率達到89.5%~103.3%,相對標準偏差1. 80%。這種方法對一般食品營養(yǎng)標簽的測定都適用。
根據(jù)上面介紹的方法,抽取我國市場上的餅干、巧克力、涂抹奶油、冰淇淋、派和蛋糕、薯片和薯條等六大類食品中的20種樣品,測定其中的反式脂肪酸。測定結(jié)果顯示,其中有16種檢出樣品,其反式脂肪酸的含量在0.18%~10.34%之間,而在抽取的樣品類別中,反式脂肪酸含量較高的食品類別則是涂抹奶油、蛋黃派和威化餅干。
3.2檢測食品中有毒有害成分
食品中的添加劑的使用情況,一直是人們所關(guān)心和重視的。尤其是一些對人體健康有害的添加劑,其使用情況必須得到嚴格的控制。
測定奶粉中防腐劑苯甲酸鈉的含量,回瑞華等人想到采用紅外示差光譜對其進行定量分析。將溴化鉀-奶粉的紅外譜圖,從溴化鉀-苯甲酸鈉紅外譜圖中減去,從而得到特征分析峰,波數(shù)為1555cm-1, 在該條件下測定濃度等梯度變化的標準固態(tài)溶液的吸光度。以濃度為橫坐標, 吸光度數(shù)值為縱坐標,繪制工作曲線,結(jié)果發(fā)現(xiàn),濃度在0~2.5mg/g 范圍內(nèi)時,苯甲酸鈉的吸光度與濃度之間是線性相關(guān)的, 由此根據(jù)標準曲線法,可以對其進行定量分析。測定出回收率是103.6%,RSD小于1.2。對于這樣的便捷操作過程,能夠有這樣的數(shù)據(jù)結(jié)果,準確度、精確度都是讓人滿意和歡喜的。
史永剛等人對水中有機污染物的近紅外光譜進行討論分析, 發(fā)現(xiàn)有機污染物不同,則其在近紅外光譜區(qū)表現(xiàn)出的特征也是不同的。結(jié)合化學(xué)計量學(xué)技術(shù),抓住該特征,則可以快速鑒別出有機污染物。
3.3評定食品內(nèi)部質(zhì)量
通過紅外技術(shù),就可以對這些參數(shù)進行快速準確的測量。例如蘋果中的水心病,這在蘋果中是常見的一種生理失調(diào)癥狀,多發(fā)在果核周圍, 呈輻射狀。通過近紅外光對其進行檢測, 就得到了連續(xù)光譜,將蘋果的病變程度清晰直觀的展現(xiàn)出來。
何東健等人運用近紅外分光法,對水果內(nèi)部品質(zhì)的基本原理和檢測流程進行檢測。檢測結(jié)果顯示,不僅水果的糖度、酸度被清楚檢測, 并且其內(nèi)部缺陷也難以藏身, 這些正是符合在線檢測水果內(nèi)部品質(zhì)的要求。這些技術(shù),對果農(nóng)的采摘、銷售,顧客的權(quán)益,都起著非常重要的作用。
4.結(jié)語
現(xiàn)代紅外光譜分析,集眾家之所長:光譜測量技術(shù)、化學(xué)計量學(xué)技術(shù)、計算機技術(shù)以及基礎(chǔ)測試技術(shù)。紅外光譜在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用全面展開,有關(guān)紅外光譜的研究越來越多,紅外光譜技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展迅速、前景光明的一門獨立的分析技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)與分析方法的進一步發(fā)展,紅外光譜分析技術(shù)在食品安全檢測領(lǐng)域?qū)哂懈訌V闊的前景。 [科]
【參考文獻】
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[5]何東健等.水果內(nèi)部品質(zhì)在線近紅外分光檢測裝置及試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2001,17(1).
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