拉曼光譜技術(shù)在食品質(zhì)量安全檢測(cè)中的應(yīng)用

□ 徐秋艷 江蘇權(quán)正檢驗(yàn)檢測(cè)有限公司

1 拉曼光譜技術(shù)的原理

物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生拉曼散射效應(yīng)，不同的物質(zhì)產(chǎn)生不同的振動(dòng)模式，然后對(duì)振動(dòng)模式進(jìn)行判斷，可以確定出物質(zhì)中的基因的種類，從而對(duì)試樣作出分析，該技術(shù)被稱為拉曼光譜分析技術(shù)[1]。拉曼技術(shù)近年來(lái)隨著科技的進(jìn)步也不斷發(fā)展，新的拉曼光譜技術(shù)可以很好地克服熒光干擾，比如激光共振光譜、傅里葉拉曼光譜等。

2 拉曼光譜技術(shù)應(yīng)用于食品成分檢測(cè)

食品中的成分種類繁多，十分復(fù)雜，主要檢測(cè)的成分有蛋白質(zhì)、色素、維生素、碳水化合物、脂質(zhì)等。一些傳統(tǒng)的檢測(cè)方法像氣相色譜法、質(zhì)譜法等，不能進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，檢測(cè)前樣品處理麻煩、操作復(fù)雜，而且必須由專業(yè)人員進(jìn)行，拉曼光譜技術(shù)克服了以上缺點(diǎn)，具有廣闊的發(fā)展前景[2]。

2.1 碳水化合物

一些水果中主要包含的成分就是碳水化合物，拉曼光譜技術(shù)可以有效地檢測(cè)出其中的碳氮鍵、碳硫鍵、碳碳鍵等特征基團(tuán)，但是碳水化合物一般分子量比較大，在分析同分異構(gòu)體時(shí)難度大，因此拉曼光譜分析技術(shù)主要在分析單糖和低聚糖方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，拉曼技術(shù)在果糖、甘蔗糖等小分子碳水化合物的分析上有了突破，還可以定量分析楓樹(shù)糖漿中的甜菜糖，而且具有相當(dāng)高的檢測(cè)準(zhǔn)確度[3]。

2.2 蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)主要為人體提供所需的能量和各種氨基酸，食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)就是所包含的氨基酸的含量和種類，研究蛋白質(zhì)可以幫助人們更好地?cái)z取營(yíng)養(yǎng)。食品中蛋白質(zhì)種類和含量差別很大，對(duì)其研究具有一定的困難性。為了提高檢測(cè)水平，拉曼光譜技術(shù)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)檢測(cè)方法，該技術(shù)通過(guò)分析譜圖中的特征參數(shù)獲取蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，還可以通過(guò)分析蛋白質(zhì)的側(cè)鏈微環(huán)境，從而對(duì)其所處環(huán)境的溫度、pH值進(jìn)行判斷[4]。

2.3 脂質(zhì)

脂質(zhì)主要由脂肪酸和甘油三酯構(gòu)成，拉曼光譜技術(shù)對(duì)脂質(zhì)的分析包括動(dòng)物脂肪的結(jié)構(gòu)、含油量及脂肪酸組成等方面，因而可以控制油脂的品質(zhì)。早期的拉曼技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)植物油中順?lè)唇Y(jié)構(gòu)的檢測(cè)，現(xiàn)在主要研究脂質(zhì)中脂肪酸的含量，并對(duì)基團(tuán)之間的最優(yōu)峰和關(guān)聯(lián)性進(jìn)行探究。

2.4 色素

從特征峰來(lái)看，胡蘿卜類色素在拉曼分析中最明顯，通過(guò)對(duì)樣品中色素含量的檢測(cè)，進(jìn)而判斷出瓜果蔬菜的成熟度和新鮮度。

2.5 維生素

根據(jù)溶解性的不同，維生素包括脂溶性和水溶性維生素，研究者對(duì)多種水溶性的維生素進(jìn)行了分析，證實(shí)了拉曼光譜技術(shù)可以應(yīng)用于對(duì)維生素的測(cè)定，并且檢測(cè)更加高效便捷[5]。

3 拉曼光譜技術(shù)用于檢測(cè)食品中的非法添加劑

近年來(lái)食品安全事件層出不窮，使人們更加重視食品的安全性。食品安全問(wèn)題主要包括食品添加劑過(guò)量及非法使用添加劑。拉曼光譜技術(shù)相較于傳統(tǒng)的檢測(cè)非法添加劑的方法有很多優(yōu)點(diǎn)，在食品監(jiān)測(cè)部門(mén)廣泛使用。

3.1 檢測(cè)蔬果中農(nóng)藥的殘留

蔬菜瓜果中殘留的農(nóng)藥會(huì)引起食物中毒，嚴(yán)重威脅著人們的身體健康。當(dāng)前，拉曼技術(shù)在農(nóng)藥檢測(cè)方面有了突破性的進(jìn)展，對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，首先獲取蔬果的拉曼光譜圖，可以快速識(shí)別出農(nóng)藥，然后獲取農(nóng)藥的拉曼光譜圖，對(duì)其測(cè)量，統(tǒng)計(jì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)而形成數(shù)據(jù)庫(kù)，并建立相應(yīng)的評(píng)定模型，通過(guò)識(shí)別有農(nóng)藥殘留的果蔬的拉曼光譜，測(cè)量出果蔬表面殘留的農(nóng)藥含量。

3.2 檢測(cè)牛奶中的三聚氰胺

最初的用于牛奶中蛋白質(zhì)的檢測(cè)方法是凱氏定氮法，因而不法人員通過(guò)加入三聚氰胺來(lái)提高牛奶的含氮量。三鹿毒奶粉事件爆發(fā)后，國(guó)家出臺(tái)了標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)方法，包括氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、高效液相色譜法等，但是這些檢測(cè)方法都難以達(dá)到牛奶加工中快速檢測(cè)的要求。研究者利用拉曼光譜技術(shù)對(duì)牛乳中的三聚氰胺進(jìn)行了分析，檢出時(shí)間僅僅幾分鐘，也避免了含氮化合物對(duì)檢測(cè)結(jié)果的干擾。

4 結(jié)語(yǔ)

食品質(zhì)量安全檢測(cè)中，拉曼光譜分析技術(shù)憑借其操作步驟簡(jiǎn)便、高靈敏度及特殊性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍極其廣泛，在食品檢測(cè)中發(fā)揮著不可替代的作用，引起了研究者的廣泛關(guān)注。我國(guó)的食品檢測(cè)部門(mén)要加大對(duì)拉曼技術(shù)的革新與應(yīng)用，不斷完善拉曼光譜技術(shù)，提高我國(guó)食品的安全性，保障人民的身體健康，從而促進(jìn)社會(huì)的穩(wěn)定和諧發(fā)展。