便携式拉曼光谱仪 在食品检测中的应用（一）

拉曼光谱是一种散射光谱，是对物质的结构和成分进行定性和定量分析的一种检测技术，因其具有对样品不需要进行破坏和前处理、分析速度快等特点，也被称作快速无损检测技术，尤其在食品检测和分析方面的应用带来了很大的便利。长期以来,实验室拉曼光谱仪由于设备体积大、质量重﹑价格昂贵等原因，仅在高校实验室以及相关科研院所使用，不能满足现场使用。随着微型二极管激光器、光纤样品探头及高灵敏性光电耦合器件等技术的发展,出现了便携式拉曼光谱仪。便携式拉曼仪以低波数测量能力著称，采用共焦光路设计以获得更高分辨率，可检测样品表面微米级的痕量物质。

便携式拉曼仪具有体积小、质量轻、易于携带、价格低等优点，虽然仪器变小了但其检测的性能如仪器的分辨率、灵敏度等方面却有极大的提高﹐使得检测结果更加准确、可靠，这也是该仪器得到广泛应用的原因之一。实验室大型拉曼仪不能实现现场的快速检测，在应用上有很多局限性，而便携式拉曼光谱仪正好弥补这一缺陷，且在这方面具有独特

的应用优势，尤其是在食品企业的在线检测和食品监管部门的现场检测，能够快速获取物质基本信息，实现快速准确的鉴别，当场出结果,因此便携式拉曼光谱仪成为在食品快速检测方面一种重要的工具，在该领域具有广阔的应用前景。

本文简单描述便携式拉曼光谱技术的工作原理、结构特点和当前国内外的研发状态，详细论述了当前便携式拉曼光谱在具体食品检测中的研究，也对仪器在检测中存在的关键技术问题进行了探讨，并对其未来在该领域的发展进行了展望。

1便携式拉曼光谱仪

拉曼光谱仪可以对透明或半透明的包装物品进行检测,和红外光谱相比对水有很弱的吸收,所以对含水性的物质检测有很好的效果。便携式拉曼光谱仪工作原理和大型的拉曼仪的基本一样，先是由激光器发出一束激光经滤去杂色光后，聚焦照射在被检测物上，光的频率经样品照射后发生两种改变,光频率增大的叫斯托克散射，减小的叫反斯托克散射,两种散射光的差值就叫拉曼位移。然后,拉曼仪的探头对拉曼散

射光进行收集，并滤去频率没有发生变化的散射光﹐然后利用仪器内置光栅对不同波长的散射光进行分离，最后对拉曼散射光谱进行收集和记录,并转换成数字信号后最终输出，得到拉曼光谱图。

便携式拉曼仪主要体现在激光器﹑探头.光谱仪三个地方的小型化上。首先激光器要求发出的是窄带稳频可变输出功率的单色光,拉曼探头是整个便携式拉曼仪中重要的组成部分,现在光纤探头已成为国内外主流产品的标准配置，光纤探头简化了样品的外光路,使得光谱仪在线、实时﹑现场分析和监测成为可能，推动仪器的便携化和手持化的研究进程。采用多个探头连接带一台检测设备上,还可实现分布式联网检测;采用多股光纤可减少光传导的损失,提高效率检测效率。探测器是光谱仪最重要的部分，常用的光电探测器有光电倍增管和电荷耦合探测器（CCD)。CCD具有多通道探测和高灵敏度﹐是当前光谱仪主流的光探测器。针对CCD的噪声问题，一般采用半导体热电制冷片(TEC）可以控制。

目前国外便携式拉曼光谱仪的发展很快，例如海洋光学仪器公司率先在行业领域研制出了能与显微镜连接的便携式拉曼光谱仪;美国必达泰克公司生产的便携式拉曼光谱仪可以满足不同类型的客户需求。近些年国内便携式拉曼光谱仪的发展也很迅速，主要是从仪器成本﹑测量时间等方面作为仪器研发首要考虑的因素。李海燕研究了一种新型便携式激光拉曼光谱仪的固体及液体样品测量对焦微动平台定位装置，该装置可以快速﹑准确的将被测量样品放置在最佳的测量位置便于获得最大的拉曼光谱信号，提高仪器的检测效率。邹明强等开发J-1型国产便携式三聚氰胺速检仪，实现了原料乳中三聚氰胺含量的检测，该仪器还可拓展到其他食品安全的检测。倪伟全等自主研制了一种便携式快速等离激元增强拉曼光谱检测前处理仪器﹐用于食品中罗丹明B或类罗丹明B物质的提取分离，该前处理仪器处理时间比实验室常规处理方法缩短一半﹐仪器相对标准偏差小于5%，可用于现场快速前处理分析﹐现在已经应用到实际的食品安全检测现场并取到良好的实验效果。

便携式拉曼光谱仪在食品检测方面的应用便携式拉曼光谱仪是一种新型快速的检测技

术，已经在食品检测中得到广泛使用。现在，便携式丧面增强拉曼光谱和激光拉曼光谱这两种类型的拉曼仪在食品分析与检测中的应用最为广泛。随着近些年大大小小的食品安全事件频繁发生，人们越来越重视食品的安全，便携式拉曼光谱仪在食品中的应用也得到迅速发展。下面针对市场上常存在的高端食用油掺假现象，食品中的微量和痕量物质如农药残留物﹑非法添加物等，以及检测食品中其他的物质,进行了详细的描述。

2.1食用油的掺假

多年来食用油的掺假一直存在，屡禁不止,国家相关部门为了打击和制止食品的掺伪行为，相继采取了很多相关措施，其中在如何鉴别食用油的方法

上人们针对不同的检测对象提出了多种不同类型的检测方法﹐便携式拉曼光谱仪以其快速无损﹑便携等特点被广泛的应用。如今，在市场上被掺假的食用油大多是一些高端油品，如橄榄油﹑花生油﹑核桃油等。由于这类油的营养价值比较高，具有多种功效﹐所以相对应的价格也比较高﹐很多不法分子看重这一点，想从中谋取暴利，不惜铤而走险。因此，鉴别食用油中是否掺假，是相关执法部门有力的打击这种违法行为的重要一步。

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