《食品安全导刊》刊号:CN11-5478/R 国际:ISSN1674-0270

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拉曼光谱在食品包装和生物污染物

2021-08-30 15:40:02 来源: 食品安全导刊

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拉曼光谱在食品包装和生物污染物
快速检测中的运用
董振华,朱晗昀
(绿城农科检测技术有限公司,浙江杭州 310051)
作者简介:董振华(1993—),男,安徽亳州人,本科。研究方向:食品安全、食品快速检测等。
朱晗昀(1993—),女,浙江衢州人,本科。研究方向:食品农产品检测,农产品检测及食品微生物技术。
摘 要:食品包装材料种类繁多,需严格对其进行检测,保障包装袋的安全性。基于此,本文对拉曼光谱检测方法进行探究,简要分析了拉曼光谱在食品包装和生物污染物快速检测中的运用。
关键词:拉曼光谱;食品包装;生物污染物;快速检测
 
食品包装检测工作非常重要,可有效控制包装安全性。为此,需要合理运用拉曼光谱技术,提升检测效率,保障检测过程的顺利进行。拉曼光谱检测不会对检测对象造成损坏,可对生物污染物进行有效地检测,检测结果具有较高的精度,保障检测结果的可靠性。
1 拉曼光谱在食品包装检测中的主要技术
1.1 表面增强拉曼光谱技术
拉曼光谱具有较强的穿透性,采用表面增强方式使强度提升102~103倍,可提高拉曼光谱的检测效率。受到粗糙金属表面的影响,可使待测物的拉曼信号显著增强,扩大拉曼光谱的运用领域,在食品包装检测中具有较强的优势。在电磁效应影响下,可进一步增加拉曼光谱的强度,光谱性质更加活跃,提升入射吸附作用,使拉曼光谱技术得到有效运用。应用拉曼光谱技术时,需要建立良好的基底条件,使拉曼光谱形成良好的表面,进而保障拉曼光谱的强度。拉曼光谱基底的规格易于控制,能够将拉曼光谱强度提升106~108倍,并且可以形成稳定的控制结构,拉曼光谱检测技术更易于实现,检测效率得到有效提升[1]。
1.2 共聚焦显微拉曼光谱技术
共聚焦显微拉曼光谱技术需要使用光学显微镜,对拉曼光谱进行全面地分析,提高拉曼光谱的辨识效率。在实施该技术时,需要使用显微镜进行聚焦,对目标信息进行获取,确定拉曼光谱的具体影响,有效地识别拉曼光谱信息,使样品能够得到全面分析。在观察样品过程中,会受到外界信号的干扰,对检验结果造成一定的影响。通过共聚焦方式,可以有效地避开干扰问题,有效地抑制干扰信号形成,使样品的结构更易于观察。为了进一步提高拉曼光谱检测的精度,全面获取样品信息,可以将同位素标记法与该技术相结合,定向对生物污染物进行观察,确定元素的流动方向,提高检测效率。
1.3 拉曼光谱分析与化学计量学
拉曼光谱检测工作完成后,需要对样品成分进行分析。拉曼光谱中包含信息较为复杂,将会为分析过程待带来一定的难度,需要合理地选择分析方法,提升拉曼光谱技术精度,使分析结果更加准确。化学计量学是分析拉曼光谱的重要方法,需要将多种学科的知识应用在其中,有效地辨识拉曼光谱,使光谱能够具有明显化地差异,保障拉曼图谱分析方法的有效性。由此可见,化学计量学对拉曼光谱分析具有较大帮助,需要通过计算机合理地进行统计,对拉曼光谱进行运算分析与光谱比对。通过这种方式,可以提高对样品分析的控制水平,能够定量对样品进行研究,增加分析结果的可
靠性[2]。
1.4 拉曼光谱在食品安全中的应用
拉曼光谱对于食品安全检测具有突出作用,可以有效地保障食品的安全性,防止食品受到生物性污染。拉曼光谱在食品检测中的主要应用如下。①通过增强拉曼基底进行检测,并且结合同位示踪的方式对污染物进行确定,使样品成分能够得到准确地分析,使样品检测具有良好的效率。例如,将碳沉积铜网作为基底,可对食品中的三聚氰胺成分进行检测,检测精度可以达到10-11mol/L,检测结果具有较高的精度。②采用双酚残留法进行快速检测,可提高样品成分的检测效率,形成有效的拉曼信标分子,使生物污染物能够得到有效分析,可以起到较强的生物识别作用。③采用表面电荷方法对菌体进行分析,使拉曼增强信号得到有效测量,使生物污染物得到有效识别。
2 拉曼光谱在生物污染物快速检测中的运用
2.1 生物污染物分析
生物污染物包括病菌、病毒等,对人体具有较大的危害,会增加人体患病的风险。生物污染物来源较广,食品原料、加工和变质等导致的生物污染物较多,需要严格对食物进行检测,降低生物污染物对人体的威胁,提高食品的安全性。生物污染物繁殖较快,一旦对食品造成污染,将会很难进行清除,需要采取有效的应对措施,并且做好食品监测工作。通过拉曼光谱技术可以对生物污染物进行快速检测,可以对微生物进行有效地识别,为食品的安全性提供重要保障。生物污染物分析需要通过实验的方法进行实现,检测过程较为复杂,但却具有较高的检测效率,可以实现快速检测
过程[3]。
2.2 生物污染物检测
生物污染物检测需要有完善的检测方法,并准确分析检测数据。生物污染物检测需要用到透射电镜、显微共聚焦拉曼光谱仪等仪器,使生物污染物能够得到定向检测,使检测结果更加地精准。生物检测过程中,重点主要是3个方面。①需要做好银纳米颗粒的制备工作,需要在80 ℃的条件下进行,通过AgNO3溶液、聚乙烯吡咯烷酮、NaBH4溶液完成制备过程,为生物污染的分析进行充分准备。②需要对银纳米颗粒进行标记,通常采用修饰标记法,通过DNA片段构成Ag-Sh键,可以起到良好的标记作用。修饰稳定后,加入拉曼信号标志物溶液,有效地跟踪银纳米颗粒,进而对DNA片段间接进行标记。③对银纳米颗粒进行钝化处理,需要由Mg(NO3)2溶液实现,可以起到较强的振荡孵化效果。将其置于5 ℃环境下,时间为30 d左右,对检测结果进行分析[4]。
2.3 拉曼光谱结果分析方法
结果分析主要包含以下5个方面。①表面特征分析。采用透射电镜对银纳米颗粒观察发现,颗粒呈现均匀分布状态,符合样品检测的标准,可以用于后续实验结果的分析。②组装表征分析。通过透射电镜对DNA修饰状态进行分析,确定样本组装结构的完整性,样品组装结构需要得到98%以上,这样才能提高分析结果的精度,保障实验过程的有效性,使修饰结构(Ag-Sh键)具有良好的稳定性。③传感检测可行性分析。对组装后的银纳米颗粒进行检测,取5 mL溶液,向其中逐渐加入黏蛋白溶液,若Ag-Sh键未发生断裂或断裂数量小于1%,表明修饰结构具有较强的稳定性。④纳米银颗粒浓度分析。通过显微共聚焦拉曼光谱仪对纳米银颗粒浓度进行测定,检测过程采用拉曼光谱对比的方式,对检测物质的浓度进行确定,可以对纳米银颗粒浓度进行快速地分析,并且具有较高的准确性,使检测结果更加可靠。⑤通过纳米银颗粒的数量确定生物污染物的浓度,确定食品的生物污染状况,得出准确的样品检测结果。可以对生物污染物进行检测,为了保证检测结果的准确性,需要严格按照实验步骤进行,并且合理地对实验设备进行使用[5]。
3 结语
为了保障食品包装的安全性,需要合理运用拉曼光谱技术,使生物污染物能够得到充分地检测,可以防止食品受到污染,使食品包装能够放心地使用。因此,需要对拉曼光谱检测方法进行全面掌握,以实验法合理地进行分析,提高检测结果的准确性和有效性,进而提高拉曼光谱的检测质量。
参考文献
[1]汪仕韬,曹霞,朱昊浩,等.塑料包装材料中双酚A毒性及检测研究进展[J].包装与食品机械,2019,37(1):69-72.
[2]张愚若,刘奎江,陈敏璠,等.食品塑料包装袋与RAMAN的关联性分析[J].山东化工,2020,49(15):121-122.
[3]张倩瑶,桑潘婷,梁世君,等.表面增强拉曼光谱在食品污染物快速检测中的应用[J].食品安全质量检测学报,2021,12(5):1753-1759.
[4]宣芳,许子旋,胡耀娟.表面增强拉曼光谱在食品添加剂检测方面的应用进展[J].南京晓庄学院学报,2020,36(6):6-12.
[5]杨雪凡,张维,顾欣哲,等.拉曼光谱在食品加工及品质控制中的应用[J].食品工业科技,2020,41(19):361-368.
 
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