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红外光谱法鉴别食品真伪

食品安全是国家“十一五”规划的重要内容之一，为了亿万百姓的生命与健康，为了整个社会的稳定与和谐，为此政府部门和监管机构除了要有健全的法律法规，食品安全监管还是要依靠先进的技术手段，构建坚固的食品安全防护，把这个关系到国计民生的大事做好，食品安全的监管与检测，除了依据食品标准体系外，发展适用性广，方便操作，速度快，结果准确的先进技术也是当务之急。在食品安全的监管与检测中应用现代红外光谱分析法，必将推动我国食品质量安全保障体系的建设。

清华大学化学系孙素琴教授课题组，近年来一直研究将现代红外光谱技术用于中药、保健品和食品的真伪鉴定和中成药的质量控制。食品、保健品和中药的原料都取自植物、动物或矿物，因而他们之间存在有一定的共性。他们在这个领域取得了卓著的成绩，成功地将红外光谱分析法作为内涵防伪和质量检测的核心技术。

红外光谱仪是仪器分析中的一种通用仪器，红外光谱法是有机结构分析中最成熟的手段之一。红外光谱是以分子中所含基团的特征振动形宁波市启动了建设国际新材料科技城的计划式来判断和鉴定化合物的。目前是各国药典西药鉴定中广泛采用的分析方法。但由于食品、中药等不是单一组分的化合物，而是由多种化学物质组成的混合物体系，加上红外谱图所含有的信息量大，识别困难等原因，这种分析方法并没有在复杂体系中得到应用。经研究表明，复杂体系中只要所含的化学成分相同，且各成分间的相对比例一定时, 得到的红外光谱谱图，就是体系中所有化合物的光谱叠加，它会和单一化合物的谱图一样，可以稳定地重复可现。如果样品的组成成分或含量有任何变化都会在谱图上产生明显的差异，这就为样品真伪的鉴别和优劣的评判提供了客观可靠的依据。因而对于中药和食品的真伪鉴定及质量监控，其基本原理是完全相同的。

食品内涵防伪

保健品石墨是一类特殊的食品。市场上很多保健品有精美的包装，并吹嘘奇特功效，欺骗渴望健康的群众。在利益的驱使下，不法商人常常制造的是名不副实的假货，很多假冒保健品实际上仅仅是普通食品。

孙教授课题组对保健品中很多品种进行了红外光谱分析研究，从红外光谱图很容易让我们看清了保健品的真伪，也揭穿了食品制造商的卑劣伎俩。

经过大量的实验工作，对不同品牌的灵芝保健品测试，与标准的灵芝样品比较发现，市场上这类保健品中真正有效成分含量非常少，或者根本没有，主要是添加的辅料，如淀粉、蔗糖、乳糖类的物质。

图1是××牌纯灵芝粉产品与真灵芝及乳糖的红外光谱图。图2是××牌灵芝胶囊产品与真灵芝及其辅料的红外光谱图。将两种产品的谱图与真灵芝、乳糖和淀粉的峰位、峰形、峰强度比较看出，宣称为纯灵芝粉的产品，基本上没有灵芝的成分，仅是含有大量的乳糖而已。而宣称为“正宗野生”灵芝胶囊，也不含有灵芝的成分，胶囊中物质基本上全是淀粉。

用同样的方法，对市场上的西洋参茶产品测试，结果表明，不同品牌的西洋参茶，共同特点很突出，那就是不含或很少含有西洋参的成分，不同点也十分明显，那是因为所用的替代品不同，有的是蔗糖，有的是葡萄糖等。

对宣称以“燕窝”为主要成分的保健品，也进行了研究。首先确定了天然燕窝真品中的蛋白质、氨基酸和多糖等主要成分的红外光谱图特征吸收峰。伪品燕窝的吸收峰不可能具有真品的特征。到底是用什么伪造燕窝？课题组在对各种品牌的燕窝保健品进行了详尽分析后，最后工装裤确定了燕窝保健品中的伪品，大多都是用明胶、银耳和油炸过的猪皮混合在一起加工制成的。买保健品、用保健品的人怎麽也无法想象，油炸猪皮等普通食品摇身一变，竟成了燕窝。

红外光谱图给了我们一双慧眼，即使全然不懂红外分析的人员，由光谱图提供的信息稍加对比，就能判断是真品还是假货。有经验的技术人员，根据谱图还能进一步看“透”制造商骗人的鬼把戏，确定他们是用什么质次价廉的东西冒充真品。将红外光谱分析法应用在食品安全的监管与检测中，是一种极好的内涵防伪技术，它是依靠食品中所有物质分子的化学成分组成提供的最本质、最全面的红外光谱信息做出真伪的正确判断。

食品质量检测

孙教授课题组用红外光谱分析法对很多类的食品进行了研究，如白酒、葡萄酒、食用油、奶粉、巧克力、蜂蜜、咖啡、黄油、肉制品等，结果表明，这些类型的食品均可以由红外光谱图上的信息实现食品的内涵防伪和食品的质量检测，可以作为食品优劣的评判和生产过程宏观质量控制的目的。

例如，对市场上品牌奶粉进行过测试，采用傅里叶变换红外光谱法（FTIR）获得了50多种电瓶叉车奶粉产品的红外光谱。奶粉中的主要营养成分在红外光谱中具有明显的指纹特征。奶粉中脂肪含量高的谱图1747cm-1附近的C＝O吸收峰和2926cm-1附近的CH2吸同时收峰就很强，蛋白质高的所对应的酰胺I带的C＝O吸收峰（1650cm-1）和酰胺II带的N－H及C－N吸收峰（1540cm-1）强度较大；奶粉中碳水化合物所对GB/T16491⑵008 《电子式万能实验机》应的C－O伸缩振动峰和环的振动峰在1150～900cm-1范围内较显著。麦芽糊精、蔗糖和乳糖这三种常用辅料同样具有明显的指纹特征，随着添加量的不同而改变。但是奶粉中蛋白质、脂肪、糖、水分等成分是衡量奶粉质量的核心指标，也是影响奶粉质量的关键环节。

从图3中三种中老年奶粉的红外光谱图，可以看出奶粉a脂肪的1747cm-1附近的C=O双键的吸收峰高于蛋白质酰胺I带的C=O吸收峰（1650cm-1），说明油脂含量较高，而奶粉b和c的1747cm-1附近的C=O双键的锋明显低于蛋白质酰胺I带的C=O吸收峰（1650cm-1），且蛋白质酰胺I带的C=O吸收峰（1650cm-1）很强说明蛋白含量较高。从图中看出奶粉a、b、c的油脂含量逐次下降，蛋白含量逐次增加。

如果借助于二阶导数谱，见图4，在1400～800cm-1范围内可看出三个品牌的奶粉中在1150～900cm-1范围内C—O伸缩振动峰和环的振动峰非常相似，说明添加的糖的类型相同，但从图中我们能看出893cm-1、874cm-1的两个MINI大型前挡风玻璃两侧的A 柱支柱由金属制成峰的相对强弱在三种奶粉中明显不同，这是由于添加糖的含量不同引起的，此峰可以作为鉴定糖含量的特征峰，奶粉a、b、c中含糖量依次上升。通过以上比较可得出以上三种中老年奶粉的品质，c品牌最好，b品牌其次，a品牌较差。

如果奶粉中脂肪和蛋白质的含量低于食品标准的值，那么就不是质量低劣的问题了，就成了“安徽阜阳”坑害人的假货。这样在食品安全的监管与检测中应用红外光谱技术，不但能准确判断真伪，还能根据有效成分的含量判断优劣。

目前市场上不少食品的质量并没有得到保证，橄榄油中参杂了一定量低价的其他品种的食用油，蜂蜜中参杂了淀粉和蔗糖，熟肉制品中参杂了低价的肉皮或其他品种肉等，这一切都在红外光谱分析中暴露出来。

红外光谱法鉴别食品的真伪，评判食品的优劣方面，具有综合、整体、真实、客观、科学的特点。首先这种方法在分析鉴定中，无需对样品进行前处理，直接取样测定，做到不失样品的原本性；也不破坏各种组份。其次，测定的光谱图中的峰位、峰形、峰强度代表着体系中所含相应各种基团的谱峰，它反映的是一个混合物中各种成分的叠加谱图，是测试样品自身本质的特征。混合物中的组成、含量等因素的变化都会引起光谱整体谱图的变化，凭借这些宏观特征，实现食品的鉴定与质量控制。

实际应用中是将名优品牌产品的红外光谱图作为真伪鉴别及产品质量控制的标准谱图，对其他样品进行快速分析，经过谱图的分析比较，可以直接判断，做出定性的评价，或者对光谱图稍微作数学处理，再做出定量的判断。另外，红外光谱仪是通用的分析仪器，操作简便，易于推广应用。

另外食品安全不仅仅局限在食品内在物的质量，食品原料的安全，食品生产设备和工艺的安全，食品外在包装安全，食品运输和贮存安全等方面，也应给予足够的关注，红外光谱法在这些方面的论证中也能发挥重要作用。

为确保食品安全，食品的红外光谱法检测应该与其他技术并用，同时保证食品的品质与卫生（包括病菌、重金属、有害农药等的残留量）；同时食品外包装上的防伪标识等多种防伪技术应该与内涵防伪配合使用，便于群众和监管机构共同参与打假保真的人民战争。

总之，食品的数量安全和质量安全是食品安全的两个基本内容，改革开放以来我国政府在解决食品的数量安全方面取得了令世人瞩目的成就，但要解决食品安全问题还任重而道远。可以相信红外光谱分析法必将在推动我国食品质量安全保障体系建设方面发挥作用。

文/王军民

来源:中国品牌与防伪

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