近红外光谱分析技术在食品检测中的应用

食品检测是一项专业的工作，要想提高食品检测的有效性，就需要用到先进的科学技术。现代近红外光谱分析技术是当下比较常用的一种食品检测技术。本文简单介绍了近红外光谱分析技术在食品检测中的应用。

近红外光谱分析概述

近红外光是电磁波的一种，其波长范围在750～3000nm，其英文缩写为NIR。该技术发源的年代较早，较为成熟，主要适用于对物质的定量分析和结构加工处理，对结构物质等方面有别于其他光谱在介质中的传播特性。在食品加工行业，食品分析是食品检测的一个重要环节，对于食品的有机物认识，该技术凭借着自身对于有机物的结构的检验效果得到了十分广泛的应用。相对于传统的检验方式，用该技术手段检验食品更加环保、便捷和简单，它对于食品行业的检验检测是一次质的飞跃。

近红外光谱技术应用特点
近红外光谱技术是一种利用光谱学监测食品组成成分及性质变化的技术。近红外光谱仪器一般由光源和单色器两部分组成，每个零件都有着它们特定的功能。所以在对近红外光谱仪器的设计和组装过程中，一定要确保每个组件的性能都保持原本的完好性。由于组件的不同，用途也大不相同，所以近红外光谱仪器可以划分为很多类，不同的光源代表了它们不同的用途。

1. 有效避免对样品的损害

该技术利用光纤传播的方式来检测样品的情况是否异常，尤其当样品为活体时，相对于其他检测技术，近红外光谱技术的优势更加明显。

2. 分析效率高

在过去的食品检测中，由于技术的落后，经常要在检测前先对食品进行预处理，然后才可以对食品进行检测。而运用近红外光谱技术，不仅不需要对食品进行预处理，还能大大缩短食品检测时间。

3. 传输性能较高

近红外光谱技术应用的是近红外光，其特点是可以在光导纤维中传导，对今后多传输通道的发展具有重要的意义。

4. 节能环保

近红外光可以直接检测食品，不但免去了很多繁琐步骤，节省了资源，还不会对外界环境产生影响，环保性能突出，符合我国绿色环保的主题。

近红外光谱分析在食品检测中的应用

近红外光是一种在能见光和中红外光之间的电磁波，近红外光特定的波长能让食物里面的水分、脂肪、蛋白质等在这个波长段内产生共振，并出现相应的峰值。近红外光谱能检测出很多官能团，如C-H、O-H、N-H等。在食品工业中，近红外光谱分析不仅可以通过检测乙醇、糖、有机酸等含量来确定酒类的成分；还能对乳制品中的乳糖、脂肪、蛋白质、乳酸和灰质等物质进行检测。

1 食品掺假鉴别

食品掺假是一种欺骗行为。例如，食品售卖者通过一些非法行为改变食品的卖相，或者在食品中加入一些成分以此迎合消费者的心理。食品掺假不仅扰乱了食品销售市场，还会损害人们的利益，威胁人们的健康。应用现代近红外光谱分析技术，可以对食品的掺假成分进行分析。以乳制品为例，当前社会乳制品掺假现象比较严重，一些不法分子在乳制品中加水稀释、加碳酸钠、明矾等调节酸度。
在乳制品的掺假检测中，检测部门可以采用现代红外光谱分析技术对乳制品的组成进行分析。光谱检测分析中不消耗样品，从外观到内在都不会对样品产生影响，同时通过相应的测样器件，可以直接测量不同物态的样品，从而快速判断样品中是否存在掺假问题，一旦发现样品存在掺假问题，有关部门可以对该批产品进行处理，防止产品流入市场。

2 对食品品质以及种类的鉴别

每一种食品的品质都因其本身的差异和种类区别而呈现差异，以母婴产品中的奶粉为例，其品质区别和种类区别以普通人的视角根本觉察不出，如果不是经验丰富的行内人士，将无法对奶粉的种类和品质进行鉴定，如果不依据现有数据的分析过程，是很难实现对奶粉品种和婴幼儿奶粉的品种鉴定。以矩阵算法分析为基础的神经网络智能分析技术为例，为更好地获取数据标本，需要通过在模型建立的基础上，提取多个样本标准特征的成分，确保BP神经网络的建立在算法有效建立的基础之上，在确保对食品本身的问题没有特别了解的情况下，近乎百分百地确定食品的成分，从而区分类别和品质差异。

3食品原产地快速鉴别

近红外光谱实际应用中可以有效识别食物的主要来源，消费者的利益是食品原产地检测的基本出发点。为了更快、更有效地识别食物来源，技术人员通常会对食物的来源进行仔细研究。根据食品的特点，在识别过程中使用近红外光谱分析法，结合相关分析模型，可以快速有效地识别食品来源。

4近红外光谱分析在食品检测中的具体应用

1酒类食品检测

酒类产品的检测主要是检测产品中的乙醇含量，而应用现代近红外光谱分析技术，可以对酒类产品中的相关成分进行有效识别。例如，在啤酒的检测中，现代近红外光谱分析技术可以通过对啤酒中的乙醇和还原糖含量进行检测，从而判断啤酒生产是否符合标准，并对其质量进行把控。再如，在葡萄酒的检测中，应用现代近红外光谱分析技术，可以对葡萄酒中的苯酚及其他参数的含量进行判定，从而预测其最佳的采摘和酿造时期，保证酒品质量过关。

2酿造食品质量检测

酿造食品是人们生活中不可缺少的调味品，酿造食品的制作方法大多是利用化学方法来完成，所以在检测酿造食品的过程中会经常用到化学的方法和原理。在进行酿造食品检测之前要先进行预处理，再通过近红外光谱分析就可以即时检测出酿造食品里面的各种组分，这个过程用时很短，分析得到的结果也很精准。

3在乳制品中的检测应用

近红外光谱技术还能有机结合光纤技术，检测分析乳制品，如检测牛奶品质，分析其脂肪、蛋白质、水分以及糖类含量等，同时该技术还能在奶粉以及鲜奶的质量管控中发挥作用。在实际检测中，研究人员会建立奶粉中各类营养成分研究模型，为把控奶粉质量有效性提供保障。此外，近红外光谱分析技术还能有效应用于乳制品生产中，联合光纤技术建立研究模型后，对乳制品中各类营养成分含量进行科学评价。和传统质控方式相比，近红外光谱分析技术能对乳制品原料奶中的各营养成分进行有效分析，进而提高成品乳制品质量。

4肉制品检测

近红外光谱分析可以应用于肉类产品中物质含量的检测和分析。该技术不仅可以作为衡量牛肉嫩度的主要分析手段，还可以应用于鉴别牛肉产品类别以及判断牛肉中的化学物质和脂肪酸的组成。在利用近红外光谱分析猪肉成分时，可以测定干猪肉香肠中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的含量。用近红外光谱分析鱼类样品的物理性质，所测定的数据可以应用于鱼肉加工阶段对鱼肉品质进行监控，从而提升鱼肉制品的质量。

5对水果蔬菜的检测

蔬菜水果中近红外光谱技术的研究，主要集中在常见品种上，如土豆、白菜、葡萄、西红柿等，研究内容主要包括糖、添加剂、酸度、可溶性物质检测以及蔬菜水果在储存期间的质量检测。此外，可以使用近红外光谱技术确定在800～2500nm光谱中识别苹果类型，如辨别成熟的苹果与未成熟的苹果。

6对粮食作物的检测

在近红外光谱分析技术不断完善的同时，其对粮食作物检验的作用越来越大，主要检查对象是普通品种，如小麦、玉米、大豆和花生等。例如，用近红外光谱分析技术来检测小麦粉颗粒，构造粮食作物氨基酸含量的模型，可以方便快速、同步地确定农作物中的氨基酸类别及含量。