常用拉曼光譜儀在糧油檢測中的應(yīng)用

常用拉曼光譜儀在糧油檢測中的應(yīng)用

    國以民為本，民以食為天，食以安為先。在中國這個吃貨大國里，保障食品安全，尤其是糧油質(zhì)量十分重要。在餐桌上，雖然少不了雞鴨魚肉，甚至山珍海味，但是糧、油是美味佳肴的基礎(chǔ)。

    在涵蓋中國幾乎所有農(nóng)產(chǎn)品的供需交易信息網(wǎng)上，五谷糧油分類排在了首位，其在食品領(lǐng)域的地位不言而喻。在這些分類繁雜的糧油產(chǎn)品里，糧油的品質(zhì)良莠不齊，識別其品質(zhì)好壞，顯得尤其重要。糧油產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中可能存在因品質(zhì)不過關(guān)而對人體產(chǎn)生危害的風(fēng)險(xiǎn)，這種風(fēng)險(xiǎn)可能來自原料，也可能由于生產(chǎn)中的污染和惡劣的倉儲條件。除此之外，從原料到最終成品，生產(chǎn)的每一個階段都可能發(fā)生化學(xué)污染，如化學(xué)添加劑、有毒金屬、動物性毒素、硝酸鹽等，它對人體可能造成影響發(fā)育、慢性中毒、急性中毒、致癌，甚至致死的后果。糧油在生產(chǎn)、貯存過程中會由于自然酸敗或摻假而變質(zhì)，必須選擇適當(dāng)?shù)臋z測方法才能保證其質(zhì)量。用傳統(tǒng)的方法檢測糧油的品質(zhì)有很大的局限性，因?yàn)閷τ诩Z油，此類方法改變了被檢測糧油的本質(zhì)屬性，具有不可恢復(fù)性。加上傳統(tǒng)的方法效率低下、準(zhǔn)確度不高，不能廣泛應(yīng)用于檢測中。

    那么還有什么方法可以用作糧油質(zhì)量的檢測方法呢？一種是化學(xué)計(jì)量方法，另一種就是拉曼光譜技術(shù)。化學(xué)計(jì)量學(xué)是一門通過統(tǒng)計(jì)學(xué)或數(shù)學(xué)方法將化學(xué)體系的測量值與體系的狀態(tài)建立聯(lián)系的學(xué)科，它在很大程度上解決了傳統(tǒng)化學(xué)方法難以解決的復(fù)雜問題。而拉曼光譜技術(shù)具有無需樣品制備、不產(chǎn)生損傷以及得到的信息豐富、靈敏度和選擇性髙的優(yōu)點(diǎn)，在糧油品質(zhì)檢測中具有了無可替代的地位。

接下來我們對拉曼光譜儀技術(shù)分析糧油進(jìn)行重點(diǎn)說明。

    拉曼光譜是一種分子非彈性散射光，其地位極其重要。1928年，印度物理學(xué)家拉曼通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)首次證明了非彈性散射光的存在。后來的學(xué)者以拉曼的名字將這種非彈性散射光命名為拉曼散射，與之對應(yīng)的散射光現(xiàn)象稱為拉曼效應(yīng)。在20世紀(jì)40年代，由于商業(yè)化的紅外光譜儀的誕生，拉曼光譜的使用更是急劇減少。直到20世紀(jì)60年代，激光的出現(xiàn)使得拉曼光譜儀系統(tǒng)得到了很大的簡化，檢測的靈敏度提高很多，由此開始拉曼光譜才被真正用于常規(guī)分析和檢測。

    國內(nèi)通過典型食用油的拉曼光譜研究，介紹了一種基于光譜分析的食用油快速檢測系統(tǒng)，為我們進(jìn)行食用油安全檢測提供了新的思路。比如結(jié)合因子分析建立純花生油中摻入5%以上棕櫚油的鑒別方法；結(jié)合外標(biāo)法建立定量方法；采用共焦顯微拉曼光譜技術(shù)結(jié)合偏最小二乘法建立芝麻油中花生油、大豆油、玉米油含量的拉曼光譜定標(biāo)模型；以及一種基于最小二乘支持向量機(jī)的拉曼光譜快速鑒別橄欖油摻假的方法。下圖為常用食用油中的紅花油、菜籽油、橄欖油的拉曼光譜圖。

    現(xiàn)在市場上除了國外的知名公司、品牌外，國內(nèi)的高利通拉曼光譜儀，在拉曼技術(shù)方面進(jìn)行了多年的研發(fā)，高利通便攜式拉曼光譜儀也廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場實(shí)際檢測、科學(xué)研究等方向。

    拉曼光譜技術(shù)作為一種現(xiàn)代的無損智能檢測技術(shù)，應(yīng)用在糧油檢測上具有很多優(yōu)點(diǎn)：一是在不破壞被檢測糧食的前提下對其進(jìn)行質(zhì)量評估；二是可對糧食進(jìn)行在線、實(shí)時檢測，減少檢測時間和增加檢測效率。由此可見，拉曼光譜技術(shù)在快速分析、檢測判別方面具有巨大的潛力，是未來糧油品質(zhì)檢測的重要發(fā)展方向。