常用拉曼光谱仪在粮油检测中的应用

常用拉曼光谱仪在粮油检测中的应用

    国以民为本，民以食为天，食以安为先。在中国这个吃货大国里，保障食品安全，尤其是粮油质量十分重要。在餐桌上，虽然少不了鸡鸭鱼肉，甚至山珍海味，但是粮、油是美味佳肴的基础。

    在涵盖中国几乎所有农产品的供需交易信息网上，五谷粮油分类排在了首位，其在食品领域的地位不言而喻。在这些分类繁杂的粮油产品里，粮油的品质良莠不齐，识別其品质好坏，显得尤其重要。粮油产品在生产过程中可能存在因品质不过关而对人体产生危害的风险，这种风险可能来自原料，也可能由于生产中的污染和恶劣的仓储条件。除此之外，从原料到最终成品，生产的每一个阶段都可能发生化学污染，如化学添加剂、有毒金属、动物性毒素、硝酸盐等，它对人体可能造成影响发育、慢性中毒、急性中毒、致癌，甚至致死的后果。粮油在生产、贮存过程中会由于自然酸败或掺假而变质，必须选择适当的检测方法才能保证其质量。用传统的方法检测粮油的品质有很大的局限性，因为对于粮油，此类方法改变了被检测粮油的本质属性，具有不可恢复性。加上传统的方法效率低下、准确度不高，不能广泛应用于检测中。

    那么还有什么方法可以用作粮油质量的检测方法呢？一种是化学计量方法，另一种就是拉曼光谱技术。化学计量学是一门通过统计学或数学方法将化学体系的测量值与体系的状态建立联系的学科，它在很大程度上解决了传统化学方法难以解决的复杂问题。而拉曼光谱技术具有无需样品制备、不产生损伤以及得到的信息丰富、灵敏度和选择性髙的优点，在粮油品质检测中具有了无可替代的地位。

接下来我们对拉曼光谱仪技术分析粮油进行重点说明。

    拉曼光谱是一种分子非弹性散射光，其地位极其重要。1928年，印度物理学家拉曼通过相关实验首次证明了非弹性散射光的存在。后来的学者以拉曼的名字将这种非弹性散射光命名为拉曼散射，与之对应的散射光现象称为拉曼效应。在20世纪40年代，由于商业化的红外光谱仪的诞生，拉曼光谱的使用更是急剧减少。直到20世纪60年代，激光的出现使得拉曼光谱仪系统得到了很大的简化，检测的灵敏度提高很多，由此开始拉曼光谱才被真正用于常规分析和检测。

    国内通过典型食用油的拉曼光谱研究，介绍了一种基于光谱分析的食用油快速检测系统，为我们进行食用油安全检测提供了新的思路。比如结合因子分析建立纯花生油中掺入5%以上棕榈油的鉴别方法；结合外标法建立定量方法；采用共焦显微拉曼光谱技术结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谱定标模型；以及一种基于最小二乘支持向量机的拉曼光谱快速鉴别橄榄油掺假的方法。下图为常用食用油中的红花油、菜籽油、橄榄油的拉曼光谱图。

    现在市场上除了国外的知名公司、品牌外，国内的高利通拉曼光谱仪，在拉曼技术方面进行了多年的研发，高利通便携式拉曼光谱仪也广泛应用于现场实际检测、科学研究等方向。

    拉曼光谱技术作为一种现代的无损智能检测技术，应用在粮油检测上具有很多优点：一是在不破坏被检测粮食的前提下对其进行质量评估；二是可对粮食进行在线、实时检测，减少检测时间和增加检测效率。由此可见，拉曼光谱技术在快速分析、检测判别方面具有巨大的潜力，是未来粮油品质检测的重要发展方向。