粮食问题研究  2024年02期 22-26   出版日期：2024-03-30   ISSN:1003-2576   CN:51-1058/F
近红外光谱技术检测粮食中真菌毒素的研究进展



　　党的十八大以来，国家高度重视 粮食 安全，出台了一系列助农惠农政策， 粮食 产量 能 稳步 提升 。 至 2 02 3 年 ， 已 连续 9 年 稳定 在1.3万亿斤以上， 中国 人 的 饭碗 牢牢 端在 自己 手里 [1] 。 但 我们 应该 清醒认识到 ， 粮食及其制品长期受到真菌污染的困扰， 据 联合国粮食及农业组织（ Food and Agriculture Organization of the United Nations ， FAO ） 估计，世界上25%的粮食作物受到产霉菌毒素真菌的影响 [2] ，真菌污染粮食后在适宜条件下会大量生长繁殖，导致粮食变色，产生异味，干物质损失，脂质和蛋白质降解等现象。真菌生长过程中会伴随着真菌毒素的产生，这些真菌毒素主要包括曲霉菌属（ Aspergillus ）产生的黄曲霉毒素（ aflatoxins ）；青霉菌属（ Penicillium ）和曲霉菌属产生的赭曲霉毒素（ ochratoxins ）； 镰刀菌属（ Fusarium ）产生的伏马菌素（ fumonisins ）、脱氧雪腐镰刀菌烯醇（ deoxynivalenol ）、单端孢霉烯族化合物（ trichothecenes ）和玉米赤霉烯酮（ zearalenone ）等 [3] 。大部分真菌毒素具有强致癌性和强毒性，尽管在粮食中存在含量通常较低，但短期或长期接触真菌毒素仍会造成人体免疫系统损伤 [4] ，儿童生长抑制 [5] ，营养不良 [6] 和肝癌 [7] 等临床症状。因此，及时、准确的检测出粮食中真菌毒素的污染情况，是保障粮食安全、减少经济损失的重要控制手段。

　　目前使用最广泛的真菌毒素检测方法包括免疫学方法、色谱法和生物传感器 [8] 。免疫学方法可检测大部分真菌毒素，但由于 交叉反应性和基质依赖性 会导致假阳性出现，同时由于免疫学方法 灵敏度 较低，容易出现假阴性结果 [9] 。色谱法可用于一次性定量检测多种真菌毒素，具有较高的准确性和灵敏度，但色谱法成本高 、 操作复杂 、 耗时较长，不适用于对样品的现场抽查。近红外光谱（ N ear infrared spectroscopy，NIR） 技术 是一种用于评估产品质量的快速、无损且经济的分析 方法，不需要试剂，也不产生废物，可同时进行多项测定，校准后，近红外光谱仪的使用和操作较简单。 该方法已 经应用于 农业、食品和制药行业中， 在 原材料测试、产品质量控制和过程监控 等方面应用广泛 [10 - 11] 。

　　本文综述了近红外光谱技术国内外的研究现状，介绍了 近红外光谱技术 的工作原理，以及国内外对近红外光谱技术的应用情况，并对近红外光谱未来的发展方向进行了展望，以期为近红外光谱技术对真菌毒素检测的后续研究提供相应的参考基础。

　　一、 近红外光谱技术原理

　　近红外光被定义为 730至2500 nm的波长区域，位于波长较短的可见光和波长较长的 中 红外光之间 [12] 。 红外光谱揭示了红外电磁辐射 与化学键之间的相互作用 ，近红外光谱属于分子振动光谱的倍频和合频吸收光谱，其主要原因是分子振动的非谐振性从基态向高能级跃迁时产生，具有较强的穿透能力 [13] 。 对样品反射或透射分析可以确定样品中分子 倍频和合频 的能量。这些振动的能量可以识别化学键的性质，从而提供有关分子中官能团的 分子结构和组成 信息。 所有有机化学键在近红外区域都有吸收带，而矿物质只能在有机络合物和螯合物中检测到，或者通过它们对氢键的影响间接检测到 [12] 。由于氢原子质量轻， 形成的化学键非谐性较高，即官能团 X-H （ X是指O，C，N，S等 ）的吸收带在 近红外光谱中占主导地位 。