◎ 莫嘉琪

（广州检验检测认证集团有限公司，广东 广州 510000）

红外光谱分析技术在20世纪90年代末期就已经初步得到了应用，在这一高速发展的大时代背景下，人们又逐步研发了新型和走向现代化的通用红外光谱分析技术。近红外无线光谱分析技术（Near Infrared Spectrometry，NIR）因其自身具有的高确定性、定量且迅速有效地准确识别和检测分析各种危害有机物而一直以来备受各个领域青睐。目前，近红外无线光谱分析技术在我国的各个领域都已经有了较为重要且无法替代的作用，特别是在食品检测领域，近红外光谱分析等新技术已经发挥了十分重要的研究意义和指导作用。近红外光谱技术比传统的工业食品质量安全检测分析方法更加环保，同时也使食品检测工作效率更快，准确度也更高[1-4]。

1 红外光谱技术的原理

当一个连续波长的发射红外光经过一个基态振动物质时，该基态振动物质的化学分子中一个分子振动速度频率或其基团转动速度频率能量可以连续保持不变，即其分子振动速度频率或其基团转动速度频率能量可以一直保持与一波红外光的分子振动速度频率或其转动速度频率相同，该基态振动物质可以从原先的基态振动物质能量等级向更高的基态振动物质能量等级方向进行连续过渡。这些物质分子在接受近红外线的高速辐射后，发生了电子振动和能量转移后的能量超级跃迁，此时在这个特定波长上的红外光分子可以直接作为其他物质分子进行辐射吸收。因此，红外光学色谱实际上就是一种可以依靠观测分子内部各个原子之间的相对速度和反向旋转等光学信息而准确地快速识别并实时进行光谱分析的方法[5]。

2 红外光谱技术应用特点

2.1 数据分析精度高

在过去的一些食品质量检测中，由于技术的落后，往往都需要在食物检测之前对其进行一次预处理，然后才能够对其进行检测。而运用红外线光谱技术后，不仅无须根据需求对食物进行预处理，还大大减少了对食物的检测工作量。

2.2 数据传输速度高

近红外光谱技术应用的是红外光，其特征之一就是可以在各种光导材料和纤维中进行传导，对今后的多传输途径和通道发展起着非常重要的作用。近红外光谱器还具有测试频率快的主要技术特点，这就是由于近红外光在电子和半导体纤维中的传输特性和信号稳定等级优异的主要技术特点，因此在对近红外光谱器材材料进行测量和分析时，可以考虑采用一种多通道检测的技术，有利于减少和缩短对其材料进行光谱分析时的检测和工作周期。

2.3 节能环保

红外光使得人们可以直接观察被检测的食品，不但避免了许多烦杂的步骤，节约了资源，还不会对外部环境造成任何影响，环保特点也十分凸显，符合当前我国绿色环保发展的要求。

2.4 范围大

目前用来测试的样本体积宽、形式广、应用范围强、环境要求较低。在应用近红外光谱分析仪检测样品质量时，其对于样品的各种物理和结构没有一个固定的标准要求，因此，对于样品的液态、固体、胶状、半固体等都是可以使用测样仪器具来进行直接的测量，这种检测方法有效地简化了检测的步骤，对提高食品与医疗药品的制造工艺和效率也会有很好的促进作用。

2.5 红外光谱法技术的缺点

红外光谱法技术的缺点主要有两点：红外光谱法在进行检测时很有可能会产生较为复杂的光谱图，辨认困难和复杂性较大；红外线光谱法技术灵敏性不高。

3 近红外光谱技术在食品中微生物检测的作用

红外光谱不仅可以直接准确反映一个个体微生物的大小和分子结构信息，而且它还可以直接对各个生物分子中的基团和它们所处的环境做出精确探测。通过快速测定不同种类微生物的近场和红外光谱，能快速获得微生物种类和大分子结构等的相关化学信息，来帮助识别和准确鉴定各种微生物的化学性质与生长状态。找出不同的种类微生物特征图谱间的细微和区域特征差异，确定不同种类微生物的表征特性图像谱峰和特征图像带，为采用大规模的生物筛选科学方法对细菌、酵母菌和其他有害菌类微生物进行特性识别、分类、鉴定和检测提供了科学依据。

如有些厂家在发现食品产生了变质后，又将其经过了处理再次生产和销售，此时可利用红外光谱技术通过检测分子与原子之间细小的差异来识别变质食品。同时近红外光谱技术在对于混合料以及纯化剂的检验中也有着广泛的应用。使用红外光谱检测技术可以对被检测物质在结构上以及元素含量上的改变进行检测，同时也可以通过微小的分子差异对纯化物质进行检测。在对各种混合料的结构进行检测时，由于它们本身的结构和组成以及材料成分是很复杂的，因此直接通过对各种红外线光谱涂层之间的差距进行观测并不能对其结果进行准确的判断，这时就要借助于一些相对来说更加强大的检测技术或者其他手段[7-8]。

随着国家信息化管理的不断发展，食品安全管理方面的问题也愈加突出，这些热点问题也已经得到我国社会各界的高度关注，食品质量的优劣及其性能好坏将会直接影响我国人们的身体健康，因此，寻找一种完整的、能够对各类食品质量数据进行迅速、无损耗的检查技术已经成为当今世界的一项迫切要求。近红外光谱含量分析检测技术目前己经可以实现各种调和油、食用油中饱和脂肪酸及主要营养成分的含量测定，有效确保食用油的质量安全，杜绝低劣食用油品和地沟油食用产生的安全问题。近红外光谱检测技术可以快速、便捷地对婴幼儿正常生活所需要的各种食品主要成分进行检测，如对奶粉中大豆蛋白和其他植物淀粉等食品添加剂的使用情况可以进行定量的光谱分析和测定。近红外光谱检测技术除了能够进行快速定量的检查之外，还能够对新鲜食用水果中的果糖、蔗糖、可溶性固形物和其他化学残留物等物质进行定量分析，对新鲜果实的不同品种、果实成熟度、存在各种病虫害的第3次果和第二破坏果实等进行不确定性分析辨认。对于在日常生活中常见的各种肉类食物，近红外光谱检测技术也可以针对品质、新鲜度、营养情况等进行实时检验。

4 结语

综上所述，目前我国的食品质量安全问题已经十分严峻，人们越来越重视食品安全的检测，利用近红外线光谱等技术可以精准地检测出各种食物中所含的有害化学成分或农药残留，最大程度地保障食品安全，把食物对人体健康产生的损失降至最低。近红外光谱技术是一种先进的光谱分析技术，在食物领域的应用范围广，虽然可以高效、快捷和不受污染地检测食物，但仍然存在某些限制。随着现代信息科技的迅猛发展，人们将研究开发出更好的光谱分析和微生物化学检测处理技术应用于食品安全监测领域中，以保障食品行业的健康和持续发展。