郭思思

摘 要：近紅外光譜檢測手段是一種無損樣品、操作簡單、檢測快速的檢測手段，在成品檢測和在線檢測中都據(jù)有優(yōu)勢。水分、灰分是小麥粉重要的檢測指標，它們會影響小麥粉的品質(zhì)，而生產(chǎn)線上每天都會生產(chǎn)大量產(chǎn)品，采用常規(guī)方法無法滿足實時監(jiān)測的需求，而近紅外光譜儀可以很好的解決這一問題，快速對瞬時樣進行檢測，及時了解小麥粉的變化。通過近紅外光譜法和常規(guī)檢測方法的比較表明，近紅外光譜檢測方法可以快速得出檢測結(jié)果，從而可以及時對生產(chǎn)進行調(diào)整，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

關鍵詞：近紅外光譜法;小麥粉;水分;灰分;優(yōu)勢

Abstract：Near infrared spectroscopy （NIRS） is a nondestructive， easy to operate and fast detection method for samples. It has an exclusive advantage in both finished product detection and online detection. Moisture， ash content of wheat flour is important to detect indicators， they influence the quality of wheat flour， and every day there are many different products on production line production at the same time， the conventional method cant satisfy real-time monitoring， and near infrared spectrometer can solve this， good fast to test the instantaneous sample， timely understanding of wheat flour production change. Through the comparison of the two， it can be shown that the near-infrared spectrum detection method can quickly obtain the detection results， so as to timely adjust the production， ensure the product quality and smooth production.

Key words：Near infrared spectroscopy; Wheat flour; Moisture; Ash content; Advantage

中圖分類號：TS211.7

小麥粉的色澤是評判面粉品質(zhì)的重要參數(shù)，而小麥粉的含水量高低對于小麥粉的白度存在一定影響，同時，水分含量較低會導致小麥粉出粉率下降。

小麥粉加工精度越高，灰分就越低，而灰分會影響小麥粉的品質(zhì)質(zhì)量和產(chǎn)品使用性能。因此，灰分也是我國面粉分等定級的主要指標之一，也可作為面制品使用性能的主要參考依據(jù)之一[1]。

近紅外光譜技術(shù)是一項物理測試技術(shù)，此技術(shù)不僅操作簡單、而且成本低，儀器占地面積小，只需一臺儀器即可完成幾項指標的同時檢測。它是利用有機物中含有的各種含氫基團的倍頻與合頻譜帶在近紅外光譜區(qū)的特征振動吸收信息，從而快速測定樣品中多種化學成分的含量[2-4]?，F(xiàn)有的近紅外光譜儀可以用于水分、灰分、淀粉和蛋白質(zhì)等成分的檢測，且方法較為成熟。

1 小麥粉中水分檢測的意義及常規(guī)檢測方法

水分測定的意義：保證小麥粉的產(chǎn)品品質(zhì);在食品監(jiān)督管理中，評價食品的品質(zhì);在食品生產(chǎn)中，為計劃生產(chǎn)的物料平衡提供數(shù)據(jù)，指導工藝控制。

水分不僅是影響小麥粉儲藏性質(zhì)的一項重要指標，也是面制品加工工藝和技術(shù)參數(shù)的數(shù)據(jù)支撐，與最終面制品的產(chǎn)品質(zhì)量息息相關。小麥粉的水分含量一般在13.5%～14%[5-6]。水分過高，小麥粉不耐儲藏易變質(zhì)，比較容易出現(xiàn)結(jié)塊成團、吸濕發(fā)熱霉變等現(xiàn)象，嚴重時還會酸敗變苦，特別是在高溫潮濕的環(huán)境下容易發(fā)生質(zhì)量問題;水分過低影響粉色和出粉率，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。所以面粉中適當?shù)暮坑欣诒ＷC面粉的質(zhì)量和提高出粉率。

小麥粉水分的常規(guī)檢測方法為GB 5009.3-2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》第一法 直接干燥法，其實驗步驟大致為，將稱量瓶置于105 ℃干燥箱中加熱1 h，取出置于干燥器內(nèi)冷卻0.5 h后稱量，并重復干燥稱量步驟，直至恒重，即前后兩次稱量質(zhì)量差不超過2 mg;再將精確稱量的2 個樣品置于稱量瓶中，置于105 ℃干燥箱中干燥2～4 h后，取出于干燥器中放置0.5 h后稱量，然后再放入105 ℃干燥箱中干燥1 h左右，取出再冷卻，并重復干燥稱量步驟，直至恒重[7]。

2 灰分的檢測的意義及常規(guī)檢測方法

食品的總灰分含量是控制食品成品或半成品質(zhì)量的重要依據(jù);可用于評定食品是否衛(wèi)生，是否存在摻假現(xiàn)象。如果小麥粉灰分含量超過了正常范圍，則小麥粉可能在加工過程中被小麥麩皮污染;如果原料中有雜質(zhì)或加工過程中混入了一些泥沙，則灰分測定結(jié)果也會超標。。

對于麥粒的不同部位，灰分含量也有明顯差異，麥皮、麥胚的灰分含量（5%～10%）比較高，胚乳的灰分含量（0.3%～0.5%）很低?？赏ㄟ^測定小麥粉的灰分值來衡量小麥粉的加工精度，反映小麥粉中的胚乳含量，如果小麥粉灰分含量高，則說明小麥粉中含有的麩星多，即為小麥加工過程中清理效果差，加工精度低。

灰分的常規(guī)檢測采用GB 5009.4-2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》第一法 食品中總灰分的測定，該方法實驗步驟大致為將洗凈的坩堝置于高溫爐內(nèi)，在（900±25）℃下灼燒30 min，取出后在干燥器內(nèi)冷卻至室溫后稱重，將小麥粉置于稱量后的坩堝中，將坩堝置于高溫爐口或電熱板上，半蓋坩堝蓋，加熱使樣品在通氣情況下完全炭化至無煙，將坩堝放入高溫爐內(nèi)，將溫度升高至（900±25）℃，保持此溫度灼燒至無碳粒，即為灰化完全，一般1 h可灰化完畢，冷卻至200 ℃左右，取出，放入干燥器中冷卻

30 min，稱量前如發(fā)現(xiàn)灼燒殘渣有炭粒，應向試樣中滴入少許水濕潤，使結(jié)塊松散，蒸干水分再次灼燒至無炭粒即表示灰化完全，方可稱量。重復灼燒至前后兩次稱量相差不超0.5 mg為恒重[8]。根據(jù)公式（1）進行計算，即可得每百克小麥粉中灰分含量。

3 近紅外光譜法的原理及優(yōu)勢

3.1 近紅外光譜法的原理

近紅外光是一種介于可見光（VIS）和中紅外光（IR）之間的電磁波，波長范圍在780～2 526 nm，近紅外光又根據(jù)波長范圍分為近紅外短波區(qū)（780～1 100 nm）

和近紅外長波區(qū)（1 100～2 526 nm）雖然近紅外光譜區(qū)發(fā)現(xiàn)的較早，但是由于此譜區(qū)的吸收譜帶寬，重疊嚴重，吸收信號能力較弱，信息解析復雜，所以這項技術(shù)一直沒有得以發(fā)展應用。近些年來，計算機應用技術(shù)發(fā)展迅速，計算機與化學技術(shù)的結(jié)合給這項技術(shù)提供了一個很好的發(fā)展平臺，從而使這項技術(shù)成為發(fā)展最快、最引人注目的光譜技術(shù)。通過深入的研究，使這項技術(shù)變得操作簡單、方便快捷，且原料不需要進行預處理即可進行檢測化驗，使這項原本復雜的光譜技術(shù)得以廣泛的應用。

有機物上的一些基團，主要是含氫基團的倍頻或合頻的譜帶恰好落在近紅外區(qū)，因此，大部分有機物的主要結(jié)構(gòu)和組成都可以在近紅外光譜中找到特征信號，而且易于獲得穩(wěn)定的圖譜。不同化合物分子在近紅外區(qū)的吸收點不同，其吸收強度與化合物分子總量直接相關。應用計算機技術(shù)，可以通過近紅外光譜的細微差異，從多組分的反射或透射吸收的重疊和交叉中找到有益于分析的特征波長，再經(jīng)過計算進行一系列的數(shù)學處理，而實現(xiàn)對某種成分的分析測定。

3.2 近紅外光譜儀的使用

以inframatic 9140型近紅外快速成分分析儀為例，在500～2 400 nm的波長范圍下檢測樣品，分析時間在30 s內(nèi)，檢測范圍：面粉、全麥粉、大豆粉、玉米粉、米粉與奶粉等粉狀樣品中的水分、灰分、蛋白、脂肪、淀粉、纖維和白度等多種參數(shù)，有自動樣品壓緊裝置，可避免人為誤差，檢測結(jié)果不受操作者因素影響，樣品溫度自動補償，如果溫度超出檢測范圍，就會自動報警?？蓪崿F(xiàn)全網(wǎng)路化管理，統(tǒng)一收集分析數(shù)據(jù)，同時配備防塵裝置，可以在生產(chǎn)現(xiàn)場使用，自動記錄檢測數(shù)據(jù)和檢測過程。

3.3 近紅外光譜法的技術(shù)優(yōu)勢

與常規(guī)化學分析方法相比，近紅外光譜分析技術(shù)有以下優(yōu)勢。

分析速度快。掃描速度快，測定時間短，大多可在1 min內(nèi)完成檢測，并得出數(shù)據(jù)結(jié)果。

可同時檢驗檢測多組分。建立好方法后，可以同時檢測小麥粉的水分含量、灰分含量、蛋白質(zhì)含量與面筋值等。

樣品無需預處理。樣品分析過程無需使用任何試劑，根據(jù)透射或漫反射可直接檢測固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)樣品，測定過程無需任何化學處理，過程無污染。

操作近紅外光譜儀十分簡單。可自主完成檢測，對操作人員要求不高，也不需要專門的技能培訓。

檢測成品低。無需任何輔助儀器設備或藥劑，只需電即可，大大降低了檢測成本。

可在線檢測。儀器可以在生產(chǎn)線上安裝，對原料、成品、半成品進行在線檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)控，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和順利生產(chǎn)。

4 結(jié)論

相較于常規(guī)小麥粉中水分、灰分的檢驗檢測方法，近紅外光譜儀操作簡單，不僅可以節(jié)省時間、節(jié)省勞動力，還可以實現(xiàn)對在線產(chǎn)品的實時監(jiān)控分析，發(fā)現(xiàn)異常可以及時調(diào)整，提高生產(chǎn)效益。

參考文獻：

[1]李樹高.面粉灰分含量對面制品的影響[J].糧食與食品工業(yè)，2008（5）：11.

[2]趙杰文，孫永海.現(xiàn)代食品檢測技術(shù)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2007.

[3]陸婉珍，袁洪福，徐廣通，等.現(xiàn)代近紅外光譜分析技術(shù)[M].北京：中國石化出版社，2000.

[4]陳鋒，何中虎，崔黨群，等.利用近紅外透射光譜技術(shù)測定小麥品質(zhì)性狀的研究[J].麥類作物學報，2003，23（3）：l4.

[5]郭禎祥.小麥水分調(diào)節(jié)與搭配[J].小麥加工技術(shù)，2003，3（1）：128-129.

[6]李玉忠.水分測量的基本概念[J].物性分析儀器，2005，1（1）：3.

[7]中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會.GB 5009.3-2016食品安全國家標準食品中水分的測定[S].北京：中國標準出版社，2016.

[8]中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會.

GB 5009.4-2016食品安全國家標準食品中灰分的測定[S].北京：中國標準出版社，2016.