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近红外光谱技术在食品微生物检测中的应用分析

杨丽娜

安溪梧桐中学,362400

摘要: 随着我国微生物检测技术水平的不断提高,各种各样的检测技术也开始出现,并且获得了比较好的成果。因此,为了保证食品微生物检测工作能够更加高效的开展,获得更加准确、科学、客观的检测结果,当前有必要在了解近红外光谱技术具体内容的基础上,对近红外光谱技术在实际食品微生物检测中的应用进行分析和研究。以此保证能够更好的发挥出该项技术优势,为更加高效、高质量的开展食品微生物检测工作提供一定支持。
关键词: 近红外光谱技术;食品微生物;检测
DOI:10.12721/ccn.2021.157079
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近些年,食品安全问题已经成为了人们广泛关注的内容之一,具相关的资料调查,每天都会有人由于食品安全问题造成腹泻等情况,其中大部分都是由于食品中的微生物导致。因此,为了保证食品的安全,当前需要对近红外光谱技术在食品微生物检测中的应用进行分析,通过提升检测水平、质量、准确性,确保能够更好的适应人们对于食品安全的要求。

一、近红外光谱技术概述

(一)技术核心和特点

近红外光谱是一种基于分子振动绝壁的非谐振性,在分子振动从基态朝着高能级跃迁产生的光谱。近红外光谱技术通过利用N-H、O-H、C-H等基团化学键伸缩振动倍频、和平吸收近红外光等特点,对样品光谱中承载的各类信息,包括化学、物理和生化信息,结合采集样本光谱、测量参比值结合化学的剂量方法,实施定标建模,进而实现对一些未知样本参数的有效预测[1]

(二)检测微生物原理

微生物的构成主要包括蛋白质、核酸等成分,各种成分在吸收近红外光过程中,能够提供多种不同的光谱。微生物定标样本近红外光谱中包含结构、组成等多种信息,性质参数和组成以及结构,有着一定的关联性。因此,样品光谱、样品组成性质参数也存在一定联系,采用化学的方式将其关联在一起,对二者之间存在的定性、定量关系进行确定,完成建模后,不需要对预测样本实施生化检测,只需要采取样本光谱,就可以对微生物进行定性或者是定量分析。

二、近红外光谱技术在食品微生物检测中的应用

(一)产毒真菌和其毒素检测

产毒真菌主要是指能够产生真菌毒素的微生物,当前已经经过鉴定的毒素类型有400多种。针对产毒真菌来说,不同真菌毒素在毒性上也存在一定差异,食用带有真菌毒素的食物后,能够对体细胞造成损伤,严重的话还可能会致畸、致癌。因此,当前在食品安全领域开始应用近红外光谱技术对各种可能出现产毒真菌的食品实施检测,主要食品种类包括以下几种:一,果蔬,果蔬的保鲜期会受到真菌影响,如针对苹果来说,其与其他水果相比,更加容易受到扩展青霉的污染,产生的毒素能够造成食用者出现肝脏或者肾脏损伤[2]。二,花生是一种比较常见的坚果类食品,在我国,花生也是一种非常重要的经济作物,是重要的产油原料。但是花生非常容易受到黄曲霉的污染,并且一些黄曲霉菌会产生毒素,黄曲霉毒素B1就是一种非常强的肝毒素,误食后可能会造成食用者出现肝脏急性中毒,长期食用还可能癌症。生活中比较常见的一些食物中真菌及毒素对于人体健康能够造成比较不好的影响,食品中毒素的浓度一般都比较低,但是很多毒素由于自身毒性比较高,几毫克或者是几纳克就会产生比较明显的毒性。当前近红外光谱技术在实际检测过程中,一般是对部分食品中的毒素进行检测,通过该项技术对产毒真菌菌种类型进行鉴别,起到一定辅助监控和预防产素真菌的作用,进而有效降低经济损失,确保食品的安全。

(二)食源性致病菌检测

致病菌在我们生活中有着非常广泛的分布,如果食用了被致病菌污染的食品,可能会造成人体出现中毒情况,严重的话还可能致癌。通过大量的研究表明,通过利用近红外光谱技术能够对大肠埃希氏菌等6种标准菌株进行准确辨别,但是在实际的检测中,也存在一些问题,如在实际实验过程中发现致病菌浓度、培养时间会对近红外谱产生一定影响,进而对检测结果造成一定干扰。当前近红外光谱技术被广泛应用在牛奶的致病菌检测中,部分研究中证明,在实际应用该技术的过程中,可以利用多元散射校正预处理光谱,再与PLS鉴别分析相结合,能够实现对乳制品的部分致病菌进行准确识别[3]。需要注意的是,现有的研究中虽然能够利用近红外光谱技术对致病菌进行判别定性,但是由于在食品安全国家标准(GB29921)中对于预包装食品致病菌有着限量要求,其中对于沙门氏菌等在检测精确度、灵敏度方面还需要不断提升,需要进一开展研究。

(三)导致食品腐败微生物检测

食物会在内源酶、化学、微生物的作用下出现腐败变质的情况,不仅造成食品原本的营养价值降低,还会造成其失去商品价值。因此,当前在食品微生物检测领域中,开始应用近红外光谱技术检测能够造成食品腐败的微生物,主要应用在以下几个领域:一,为了能够了解畜肉的货架期,结合猪肉在室温、冷藏情况的近红外光谱特点,实现对猪肉中细菌菌落总数的无损检测,了解肉制品的贮藏期限。二,造成鸡肉变质的主要细菌为假单胞菌,在实际检测中,可以结合微生物的近红外特征信息,结合PCA进行建模,进而实现为微生物的有效检测。三,将近红外光谱技术应用在水产品的微生物检测中,发现样本在腐败过程中,微生物生长曲线并不是单纯的直线成长,为更加准确的进行微生物辨别提供了支持[4]。由于微生物对于食品质量卫生安全、货架期等有着非常大的影响,因此,近红外光谱技术在农产品、预包装食品等领域,均有着比较广泛的应用。在实际应用中,主要是通过对细菌总数等腐败菌多少情况,判断食品的货架期,进而有效缩短食品检测周期,保证食品品质的同时,能够在一定程度上保证食品的品质。

结语:

随着人们生活水平的不断提高,对于食品安全也提出了更加严格的要求,食品微生物检测工作获得了更加广阔的发展空间。近红外光谱技术作为一种具备快速、方便、多组分、能够实现无损检测等优势的微生物检测技术,其被广泛应用在食品安全检测中,不仅体现出了比较好的检测效果,并且适用范围比较广泛。因此,当前需要在明确该项技术原理、特点的基础上,通过研究其在产毒真菌和其毒素、食源性致病菌、导致食品腐败微生物等方面的应用,不断的完善技术,提升检测水平,保障食品安全。

参考文献:

[1] 周冰谷,花振新,杨荣,等. 近红外光谱技术在食品微生物检测中的应用[J]. 食品安全质量检测学报,2019,10(16):5393-5398.

[2] 何鸿举,朱亚东,王慧,等. 近红外光谱技术在生鲜禽肉质量检测中应用的研究进展[J]. 食品科学,2019,40(21):317-323.

[3] 陈馨澜,陆禹彤,杨敏慧,等. 基于近红外光谱技术的食品微生物检测应用探究[J]. 饮食科学,2020(2):3.

[4] 曾斯杰,马金爽,王玥,等. 基于近红外光谱技术快速检测青金桔果粉中微生物菌数[J]. 海南师范大学学报(自然科学版),2020,33(1):30-35.