人们日常生活中所见的光线，是由多种颜色的复色光构成的。复色光通过棱镜等色散系统分光后，可显现为颜色各异的单色光。将单色光按不同波长大小依次排列形成的图案即为光谱。雨后空中出现的彩虹，就是我们身边一种简单的可见光谱。
同时，我们身边也存在非可见光谱。年牛顿开创了光谱研究先河，人类对光的认识逐渐扩展到非可见的红外和紫外区。红外光谱技术（IR）就是基于电磁辐射能量与待测样品相互作用后所产生辐射信号强度不同，来特征性地反映样品中官能团与物质结构的一种分析方法。红外吸收光谱中不同官能团产生的吸收峰分布位置大致如图1所示。
图1红外吸收光谱中主要基团的大致分布图
IR在食品工业中已经应用了几十年，早期几乎只用于定性研究，直到20世纪50年代，才开始应用于食用油脂反式异构体的测定。随后，由于气相色谱（GC）和核磁共振（NMR）等新技术的出现，人们对红外光谱学的兴趣逐渐减弱。20世纪70年代，随着硬件、软件和附件技术的发展，傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）的问世重新激发了研究者的兴趣，其工作原理示意如图2。
图2傅里叶红外光谱仪工作示意图
干涉仪主要由两个互成90°定镜和动镜及一个分束器组成。光源发出的红外光到达分束器时被分为反射光与透射光两束光，随着动镜的移动变换光程差，两束光会发生干涉现象，对于一个纯单色光，在动镜移动过程中，将得到强度不断变化的余弦波，即干涉图（图3）。
图3单色光的干涉图
所得的干涉图，由电子计算机采集，并经过快速傅立叶变换，可得吸收强度或透光度随频率或波数变化的红外光谱图。相比于以棱镜、光栅为色散元件的旧仪器，FTIR具有降低谱峰宽度，提高谱图分辨率的特点，从而大大增加了仪器灵敏度和结果的准确性。
食用油中富含碳、氢、氧元素，在FTIR中有较好响应，结合聚类分析法(CA)、主成分分析法（PCA）、线性判别分析（LDA）、典型变量分析(CVA)等多种化学计量法，可对食用油各项指标进行定性定量分析，具体如下。
1.过氧化值
氢过氧化物（ROOH）可与过量的三苯膦（TPP）快速反应，生成三苯基氧化膦（TPPO），据此可用FTIR间接测定过氧化值。此法可以减少VandeVoort等根据-OH在cm-1处的特征峰对ROOH进行定量时基质效应的影响；同时也可避免常规碘量法精度低、有机试剂消耗大且有一定安全隐患的弊端。
2.酸价
酸价可用于表示食用油中所含游离脂肪酸（FFA）的量，是衡量油脂酸败程度的主要指标。基于羧酸基的-C＝O在cm-1处有特征吸收峰，通过FTIR与化学计量学方法联合建模可测定酸价，但其结果易受甘油三酯中-C＝O基的影响。为此，用FTIR测定不含FFA的油样，建立甘油三酯在cm-1/cm-1一级倍频强度与在cm-1处干扰信号强度的线性关系模型，通过校正即可消除该效应的干扰。
3.丙二醛
利用FTIR结合偏最小二乘法（PLS）和主成分分析法（PCA）法可对硫代巴比妥酸反应产物（TBARS）含量进行测定，从而间接地反应出代表油脂次级氧化的产物丙二醛（MAD）的含量，以衡量食用油的氧化稳定性。
4.碘值
碘值反映油脂的不饱和程度，顺式=CH伸缩键、顺式C=C伸缩键和反式HC=CH弯曲键分别在cm-1、cm-1和cm-1处有强吸收峰，结合PLS法建模，并利用向后区间偏最小二乘法（BiPLS）优化模型，可快速测定碘值。
5.水分
基于Ｏ-Ｈ键在近红外光谱区有两个特征谱带，用干燥乙腈萃取食用油中水分后通过FTIR结合PLS法可快速间接测定食用油中水分含量，将测定结果与卡尔费休法对比，发现两者一致性良好。且水分越低，FTIR的优势越明显。
6.食用油真伪鉴定
上世纪90年代起，国外开始用FTIR对橄榄油等掺假问题进行研究。纯净的特级初榨橄榄油的红外谱图中波数cm-1和cm-1附近有两个特征性次级谱带，它们分别与油中挥发性成分和非挥发性成分有关（图4）。
图4FTIR测定一种特级初榨橄榄油而形成的吸收光谱图
当向特级初榨橄榄油中加入全精炼橄榄油、棕榈油或其他植物油时，cm-1波数附近的吸收峰强度降低。基于这两个波段的信息结合PLS法可建立特级初榨橄榄油掺假鉴别方法。
食用油检测是一项较为复杂的工作，FTIR在食用油品质指标、种类和掺假鉴定方面的优势显而易见，但要获得大面积应用，还需从以下三方面进一步完善：一是在不影响检测精度的情况下，不断改进光谱的采集方法，优化图谱信息，以更方便进行食用油成分分析；二是开发低成本、小型化、智能化、便携式的检测仪器，通过多技术联用手段对食用油复杂体系进行更全面的检测；三是在食用油掺假模型构建上进一步扩大样品范围，增加模型通用性。
参考文献：
1.陈佳.基于傅里叶变换红外光谱的食用油质量安全检测技术研究进展[J].食品科学,,39(07):-.
2.杨佳.傅里叶变换红外光谱技术在食用油脂分析领域的应用[J].中国油脂,,38(03):81-86.
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4.RohmanA.TheUseofFTIRSpectroscopyandChemometricsforRapidAuthenticationofExtraVirginOliveOil[J].JournaloftheAmericanOilChemistsSociety,,91(2):-.
5.LauraCassiday.Goodvibratons:onlineandat-linemonitoringofedibleoilswithvibratonalspectroscopy[J].INFORM,:6-13.
稿件来源：食用油营养与安全科技创新团队
编辑：王章铁硕士研究生
撰稿：李唯迪硕士研究生
校稿：金俊博士
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