常用拉曼光譜儀在糧油檢測中的應用

    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。

    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)不過關而對人體產(chǎn)生危害的風險，這種風險可能來自原料，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)生化學污染，如化學添加劑、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?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，因為對于糧油，此類方法改變了被檢測糧油的本質(zhì)屬性，具有不可恢復性。加上傳統(tǒng)的方法效率低下、準確度不高，不能廣泛應用于檢測中。

    那么還有什么方法可以用作糧油質(zhì)量的檢測方法呢？一種是化學計量方法，另一種就是拉曼光譜技術。化學計量學是一門通過統(tǒng)計學或數(shù)學方法將化學體系的測量值與體系的狀態(tài)建立聯(lián)系的學科，它在很大程度上解決了傳統(tǒng)化學方法難以解決的復雜問題。而拉曼光譜技術具有無需樣品制備、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，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分析糧油進行重點說明。

    拉曼光譜是一種分子非彈性散射光，其地位極其重要。1928年，印度物理學家拉曼通過相關實驗首次證明了非彈性散射光的存在。后來的學者以拉曼的名字將這種非彈性散射光命名為拉曼散射，與之對應的散射光現(xiàn)象稱為拉曼效應。在20世紀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)，為我們進行食用油安全檢測提供了新的思路。比如結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；結合外標法建立定量方法；采用共焦顯微拉曼光譜技術結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模型；以及一種基于最小二乘支持向量機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，在拉曼技術方面進行了多年的研發(fā)，高利通便攜式拉曼光譜儀也廣泛應用于現(xiàn)場實際檢測、科學研究等方向。

    拉曼光譜技術作為一種現(xiàn)代的無損智能檢測技術，應用在糧油檢測上具有很多優(yōu)點：一是在不破壞被檢測糧食的前提下對其進行質(zhì)量評估；二是可對糧食進行在線、實時檢測，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。