傅里叶变换近红外光谱仪用于肉类加工企业的快速筛选

傅里叶变换近红外光谱仪用于肉类加工企业的快速筛选

随着全球对鲜肉和肉类产品的需求不断增长，达到顾客要求的标准品质是一项挑战。FT-NIR光谱法能够在不到一分钟的时间内提供分析结果，可以补充甚至替代各种各样的实验室测试方法，用于实验室和在线的鲜肉和肉产品的质量监控。

肉类加工企业鲜肉和其它原料的连续分析对于满足食谱要求，保证批次产品之间的稳定性。而且，立法机构也需要以准确的数据为基础的一致性文件。  

  因此，对快速而可靠的分析工具的需求越来越紧迫，它能取代以往费时费力的经典分析方法如脂肪的重量分析法和蛋白质的消化分析。1960s近红外(NIR)对农产品谷物的快速分析展现了其潜力。当下NIR较多的应用于食品工业中原材料、过程物质和终产品的无损定性和定量分析，贯穿整个生产过程。相比于湿化学和色谱分析，傅里叶近红外(FT-NIR)具有诸多优点。分析时间少于30s，经济，安全，没有危险性化学品的使用。  

  它简便地测量样品在近红外光不同波长处的吸收。所记录的光谱包含了在不同分子中C-H，N-H或O-H基团的吸收特征，使得近红外方法成为分析天然物质如鲜肉或火腿产品中脂肪、蛋白、水分和其它主要成分的先选方法。    

它有助于：
  -保证产品品质的合格性和稳定性
  -提高高价值原料的利用效率
  -提高生产效率降低停机时间  

  对于可重复的NIR分析，样品制备只需要用绞肉机对鲜肉或火腿进行简单的均一化。而该绞肉机通常已经被用于肉质的实验室分析，十分普遍。然后样品放于开放式的培养皿中，并置于FT-NIR光谱仪上。如果使用光纤探头或非接触NIR探头，即使在没有任何样品处理的情况下，也能无损的对整个胴体或完整肉制品进行分析。  

鲜肉分析  

  鲜肉是一个非常复杂的原料，如动物营养等外部影响的微小变化会导致终肉类质量的巨大变化。然而，消费者对香肠和其他肉类产品的质量有着一致的标准。对于生产者来说，只有了解每批进料组分的精确组成才能准确地调整配方。同时，胴体的脂肪含量也是对供应商进行定价的重要标准。FT-NIR提供了评价进料的有效工具。脂肪、蛋白、水分等指标一次扫描即可测定。依据这些结果，就可以决定如何进行生产。表1展示了NIR以RMSECV为依据的模型列表。NIR分析不只只能应用于实验室或旁线。终的目的是在线进行检测，比如在混合机或传送带。然后利用实时结果来决定是否需要调整配方，比如总脂肪含量。  

监控终产品质量  

  只在德国，在商店就有超过1500种不同的香肠，包括鲜/鲜熏，干/熟香肠。此外，大量的火腿类型被生产，比如有名的黑森林火腿。法律上要求检测每种类型香肠的较大的水分含量，低蛋白含量和总脂肪。此外，盐分含量同样是生产者和消费者所关注的。FT-NIR光谱已经被证明是一种有效的分析不同香肠中水分、脂肪、蛋白和盐分含量的分析方法。表2展示了在一家德国大型香肠生产商实验室用FT-NIR分析生香肠和熟香肠的相关指标。香肠生产的另一大主题是货架期的优化。一个关键参数是水活度(AW)。它被定义为微生物(例如细菌、霉菌或酵母菌)生长所需的水的量。指标越高，香肠越容易腐烂。西班牙农业食品科学研究所IRTA(InstitutRecercaTecnològiaAgroalimenta)成功地证实了水活度(比如发酵香肠)(图2)可以通过FT-NIR高精度的水分和盐分测定来衡量。研究还表明，FT-NIR适合于在生产过程中对干法固化过程进行无损监测。  

精炼产品的成分分析  

  任何动物胴体会有接近40-50%不适合人类消费。这种材料主要由精炼工业转化为高营养成分用于动物饲料生产。这包括像牛油或猪油等能量来源以及富含蛋白质的材料如肉骨粉或家禽肉粉。FT-NIR是分析动物源性食用脂肪的良好方法，测定的指标包括总脂肪酸含量、游离脂肪酸含量，碘值也可被同时测定。动物肉粉中水分，脂肪，蛋白质，纤维和灰分等经典化学成分均可测定，更专业的指标如能量值或氨基酸含量同样没有问题。  

结论  

  随着全球对鲜肉和肉类产品的需求不断增长，达到顾客要求的标准品质是一项挑战。FT-NIR光谱法能够在不到一分钟的时间内提供分析结果，可以补充甚至替代各种各样的实验室测试方法，用于实验室和在线的鲜肉和肉产品的质量监控。