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     2009, Vol. 30, No. 07

食品科学

※专题论述

274

的主要成分大部分都是有机物，而有机物又大都是由这
些基团组成的，所以根据这些基团的近红外吸收频谱出
现的位置、吸收强度等信息特征，就可以对这些成分
作定性或定量的分析。

1.2

近红外光谱技术的分析过程

1.2.1

近红外光谱定性分析的过程

与红外定性分析不同，近红外定性分析很少用于化

合物的鉴别，而是主要用于物质的聚类分析和判别分
析。近红外定性分析是用已知类别的样品建立近红外定
性模型，然后用该模型考察未知样品是否是该类物质。

由于同类样品在不同的波长下具有相近的光谱吸

收，在分析过程中：近红外光谱或压缩的变量( 如主成
份) 组成一个多维的变量空间，同类物质在该多维空间
位于相近的位置。未知样品的分析过程就是考察其光谱
是否位于某类物质所在的空间

[ 7 ]

。

其主要的分析过程是：( 1 ) 采集已知类别样品的光

谱；(2)用一定的数学方法处理采集到的光谱，生成定性
判据；( 3 ) 用该定性判据判断未知样品属于哪些物质。

1.2.2

近红外光谱定量分析的过程

近红外光谱技术是一种间接测量技术。它是通过应

用化学计量学方法建立已知样品的近红外光谱与其性质、
组成、类别之间的校正模型，以预测未知样品的性质、
组成、类别。因此应用近红外光谱技术进行检测的关键
就是在两者之间建立一种定量的函数关系，依靠这种关
系，就能从未知样品的光谱中求出样品的成分和含量。

近红外技术定量分析的步骤主要分为  ：定标和预

测。其基本流程

[ 8 - 1 0 ]

见图 1 。

1.3

近红外光谱技术的特点

近红外光谱技术之所以能在短短的 10 多年内，在众

多领域得到应用，进而在数据处理及仪器制造方面有迅速
的发展，主要是因为它在有机化合物的分析测定中有以下
独特的优点：分析速度快、效率高；分析过程简单、无
损伤；分析成本低；分析重现性好；可以用于定性和定

量分析；可实现多组分同时测定

[ 1 1 ]

。

２

近红外光谱技术在食品感官分析中的应用

2.1

近红外光谱技术的优越性

食品的感官品质是决定食品可接受度的最直观的因

素 。 无 论 是 对 于 食 品 企 业 还 是 消 费 者 ， 都 希 望 快 速 、
准确地了解到食品的感官评定值。

对食品的感官评价目前主要有主观评价和客观评价两

种方法。主观评价要靠经过培训且经验丰富有权威的专
业评审人员，利用人自身的感觉器官对食品进行评价和
判别。这种方法虽然简单实用，但是需要一大批优秀的
感官评定员，而且不同的人具有不同的感觉敏感性、嗜
好和评价标准，由于主观因素的干扰，往往误差较大。

客观评价目前主要借助仪器测量对样品进行感官品

质的分析，虽然分析结果相对稳定，可靠性高，不受
人为因素的影响，但是操作复杂，费时费力，而且一
种仪器一般只能对一种感官性状进行分析，很难实现多
种性状同时测定。而且一般的机械或化学操作都会对食
品造成一定程度的损伤，不适合在线检测。

因此，利用近红外光谱分析作为无损伤检测技术，

分析时间短，可同时进行多种感官指标的检测，在食
品的感官评定领域内的应用已经越来越受到重视。

2.2

近红外光谱技术应用于食品感官分析的基础

食品感官品质中的许多指标虽然不能直接接收光线，

但是，由于大多数食品的感官性状的变化实质上是由于其
本身化学成分的改变而引起的，如水果的硬度大小与果胶
成分的含量密切相关

[12]

。肉制品的嫩度与其脂肪和水分的

组成和含量密切相关

[1 3]

。另外，近红外光在肉体中的穿

透力，与肉的硬度和嫩度也可能有关系，它在硬肉块中
的穿透路径比在嫩肉中的穿透路径要长

[14]

，这可能也是导

致近硬度大的肉在近红外区域的吸光度大的原因，尤其是
在波长为 1150～1300nm 的波段

[15]

。酒的风味与酒体中有机

风味物质的种类和含量密切相关

[16]

；大米的黏度与淀粉的

糊化程度密切相关等

[1 7]

。因此，许多感官性状虽然不具

备近红外吸收的信息，也可以与光谱间接地相关，从而
建立相关的数学模型，对某些感官指标进行预测。

2.3

近红外光谱技术在感官分析中的主要应用

图 ２　　　近红外光谱进行感官评定的主要过程

Ｆｉｇ．２　　　Ｍａｉｎ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　ｏｆ　ＮＩＲＳ　ｉｎ　ｓｅｎｓｏｒｙ　ａｓｓｅｓｓ

样品感官指标与化学特性相关性分析

样品光谱特性与化学特性相关性分析

感官指标与光谱特征相关性的确定

样品采集

真值测定，感官得分分级

常规仪器测定

感官评定员评定

采集光谱

建立模型

图 １　　　近红外光谱分析的基本流程

Ｆｉｇ．１　　　Ｍａｉｎ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　ｏｆ　ＮＩＲＳ　ｉｎ　ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ

采集样品

测定真值

采集光谱

数据预处理

建立模型

测定待测样

由于近红外光谱与食品的感官指标之间建立的是间

接关系，因此，必须首先确定感官指标和与决定其性

质的化学特性的相关性，其分析的主要过程见图 2 。

2.4

近红外光谱技术在食品感官分析中的应用现状

2.4.1

近红外光谱技术在水果感官分析中的应用

利用近红外技术可以分析水果的酸度、甜度、硬

度、内部褐变状况、表面损伤程度等多种指标。傅霞