1064nm激光拉曼光谱仪在食品中的应用

 

1064激光拉曼光谱仪在食品中的应用

食品的种类十分丰富，其成分因品种不同而有所差异，但综合各种食品，其营养成分主要是糖分、油脂、蛋白质和维生素。常规的化学分析方法，如液相色谱法（LC）、气相色谱法（GC）等，操作步骤繁琐、消耗化学药品、需制备试样，而拉曼光谱技术能够克服这些缺点，因此在食品成分的分析及食品安全监测研究中得到广泛应用。

拉曼光谱可用于分析检测食品中糖类、蛋白质、脂肪、DNA、维生素和色素等成分，还可应用于食品工业快速检测、质量控制、无损检测等方面。如奶粉中三聚氰胺的快速检测；水果蔬菜表面农药残余量检测；酒制品的乙醇、含糖量检测，产地及真假鉴别；酱油、果汁等产品的品质、真假鉴定；肉制品中的蛋白质、脂肪、水分等含量分析以及新鲜及冷冻程度、产品种类鉴别；加工过程（如混合、加热及胶凝等）中对结构变化敏感的各个独立组分的检测。近年来，食品安全成为人们关注的焦点，在食品安全检测及非法添加物检测中，拉曼光谱技术，因其快速，敏度高等特性，得到了进一步的发展。

糖分一般含有C-H，O-H，C=C，C=O等，虽然基团简单，却是大分子结构，存在许多同分异构体，所以分析相对困难。随着社会的进步和人民生活水平的提高，食品安全已成为全球关注的热点话题，农药残留污染是制约食品营养与安全的首要因素之一。2008年爆发的毒奶粉事件曾在食品界引起轩然大波，人们对于食品安全的关注也越来越多。农产品检测中心配备的检测仪器灵敏度高、专业性强、检测方法复杂，价格昂贵；常规的检测方法拥有许多不足。由于不同农药的分子结构不同，其振动谱也会不同，因此利用拉曼光谱来识别食品中不同农药残留、食品污染检测是可行的。

国内外应用拉曼光谱技术检测了在粮食、蔬菜、水果中普遍使用的杀虫剂和杀菌剂，取得一定进展。Skoulika等利用傅里叶拉曼光谱定量检测了杀虫剂二嗪农，选取554，604，631，1562和2971cm-1建立校正模型，所得相关系数都达到0.99以上。国内周小芳等人应用不同波长的激光光源采集了水果表面的农残拉曼光谱。通过比较发现，运用激发波长为1064nm的近红外傅里叶拉曼光谱仪对信号进行收集，可以减弱荧光背景。使用拉曼光谱还在水果、蔬菜农药残留、掺假等检测中发挥着积极作用。

但是傅里叶变换拉曼光谱仪体积较大，操作复杂，且购置昂贵，使用十分不便。使用色散型拉曼光谱仪是解决食品安全快速检测的有效手段。一般的有机物都具有较强的荧光性，在较短波长如532nm激光波长下激发，很难获得有效的拉曼信号，而且激光能量较高，极易损伤蛋白质、糖类等检测样品。快速有效的获得拉曼光谱的方式是使用较长波长的激光激发，如使用BaySpec Agility™便携式拉曼光谱仪，可以有效的抑制荧光，可以快速、精确的获得有效拉曼光谱。便携式拉曼光谱仪成本较低，方便快速，将逐渐成为食品检测中的关键技术之一。