手持拉曼光譜儀是用來研究晶格及分子的振動模式、旋轉模式和在一系統(tǒng)里的其他低頻模式的一種分光技術。拉曼散射為一非彈性散射，通常用來做激發(fā)的激光范圍為可見光、近紅外光或者在近紫外光范圍附近。激光與系統(tǒng)聲子做交互作用，導致zui后光子能量增加或減少，而由這些能量的變化可得知聲子模式。這和紅外光吸收光譜的基本原理相似，但兩者所得到的數據結果是互補的。

    食物的主要成分為蛋白質、脂質、碳水化合物、水和微量元素等。常規(guī)分析蛋白質的方法如液相色譜法、X 射線衍射法、質譜法和分光光度法等，都存在操作繁瑣，處理樣品復雜，樣品被破壞的缺點。拉曼光譜分析技術能克服這些缺點。以拉曼效應為基礎建立起來的分子結構表征技術，其信號來源于分子的振動和轉動，提供不同食物成分的信息，是測定固體和液體樣品結構信息的有效方法之一。在對食品主要成分的結構與功能特性的變化測定上，拉曼光譜技術比傳統(tǒng)化學方法具有更強的優(yōu)勢。通過拉曼譜圖不僅可以定性分析被測物質所含成分的化學結構和化學鍵的變化，還可以定量檢測食物某些成分的含量。

1. 手持拉曼光譜儀對碳水化合物檢測

    碳水化合物的拉曼光譜強而明確，能提供的結構信息。C=N、C=S、C-C、S-H等基團拉曼光譜非常明顯。但碳水化合物拉曼光譜解析較困難，許多碳水化合物是同分異構體。

    藥林桃等應用激光拉曼光譜儀獲取臍橙拉曼譜線，通過對拉曼譜線處理與分析得到預測臍橙果肉糖度的譜線特征值，并作為檢測臍橙內部品質的指標。通過拉曼光譜對纖維低聚糖配糖鍵構象的析，有助于更詳細地了解纖維低聚糖的三維結構。通過拉曼光譜可測定聚糖單元糖基的環(huán)振動情況，相比紅外光譜，有較強的特征吸收。馬寒露等應用便攜式拉曼光譜儀結合化學計量學技術，建立了濃縮蘋果汁摻入梨汁的快速檢測方法。其發(fā)現(xiàn)蘋果汁和梨汁在波長866cm^-1和1126cm^-1處的拉曼光譜有微小差別，這是由于蘋果汁和梨汁中果糖異構體含量不同所致。

2. 蛋白質

    蛋白質作為大部分食品中的主要原料成分，是衡量食品品質、營養(yǎng)價值的重要指標之一。蛋白質為人體提供所必需的能量和氨基酸。不同食品中的蛋白質功能取決于多樣化的蛋白質結構，而有關結構與功能的研究很早就受到關注。根據結構與功能的關系，人們研究改善蛋白質特性的改性方法，以達到合理利用蛋白質功能特性優(yōu)化加工條件的目的。目前拉曼光譜技術已被應用于研究食品蛋白質，它可以鑒定底物或化學鍵變化以及肉類加工中的蛋白結構。通過分析蛋白質拉曼譜圖的特征峰位置、譜峰強度和譜峰面積，不但可以得到蛋白質分子的振動信息、化學結構、化學鍵變化，還可以得到有側鏈微環(huán)境的化學信息及其受各種理化因素如pH、溫度等影響的信息。20 世紀60 年代初，自激光的發(fā)現(xiàn)并應用于拉曼光譜中，拉曼技術用于蛋白質分析的研究工作就已經開始。

    朱科學等采用顯微激光拉曼光譜儀研究了小麥胚芽8S 球蛋白的二級結構，結果表明小麥胚芽8S球蛋白的二級結構主要為β-折疊，另外還含有一定量的α-螺旋和無規(guī)卷曲構象。而應用拉曼光譜對蛋白質二級結構進行定量研究始于1976 年。Lippert 等由已知二級結構的蛋白質的拉曼光譜得到1組峰強參數，然后用蛋白質拉曼光譜的酞胺III 和酞胺I′（重水溶液）譜帶強度建立聯(lián)立方程，從而求解蛋白質的二級結構。方一行等用Lippert 建立的方程組進行定量計算，求得天花粉蛋白的二級結構含量為α-螺旋43.5%，β-折疊31.3%和無序5.2%，與X 射線衍射法的測定結果一致。王斌等采用FT-Raman光譜儀對多種蛋白質樣品多次掃描，以去卷積譜、二階及四階導數譜為參考，確定各子峰峰位。

3. 脂類

    傳統(tǒng)化學方法和氣相色譜法通常用來量化脂肪酸的順反異構體和不飽和度。一些現(xiàn)代檢測分析手段，如粉末衍射、X-射線和差示掃描量熱法可以提供甘油三酯和甘油二酯的信息。隨著傅里葉變換技術的出現(xiàn)，拉曼技術可以檢測到植物油的脂肪酸組成，含油量和動物脂肪的結構，有可能作為質量控制的快速篩選的方法。早在1972 年，激光拉曼就用于測定食用植物油里的順式和反式異構體，它們的波數位移分別在1656cm^-1和1670cm^-1。同樣，C=C伸縮鍵對C-H鍵引起的散射強度比，證明與甘油三酯和游離植物油的碘值呈正相關。李占龍等用拉曼光譜分析玉米種子不同部位的成分，發(fā)現(xiàn)不同部位脂類的特征吸收峰的相對強弱是不同的，其中胚乳中吸收峰強度zui強，表明胚乳中脂類占主導。通過拉曼光譜能夠監(jiān)測脂質單分子的結構變化，亞油酸在自氧化過程中，拉曼光譜的譜型和峰強都有變化，就可以反映到分子內部的結構變化。

4. 水

    水的研究可以應用紅外光譜、拉曼光譜、X 射線等，其中拉曼光譜技術可以表征水分子的振動特征及氫鍵結構。水分子的振動包括2 個O-H伸縮鍵，其中對稱的在3220cm^-1處，不對稱的在3400cm^-1處。盡管魚糜凝膠化時表觀特征變化不明顯，但是水分子的振動強度會降低。這種趨勢緣于水中的弱氫鍵分子結構。Ravindranath 等通過拉曼光譜試驗證明水的結構在0～20℃和高于20℃時是不同的。在冰融化成水的過程中，只有約10%的氫鍵斷裂。隨著溫度的升高，水分子從冰的六角形團簇結構向四面體團簇結構轉變，這使水的密度在低溫時增加并在4℃時達到zui大。在高于17℃時，水的密度明顯隨溫度升高而減小。郁鑒源等探討了隨著激發(fā)功率的增加，水（H2O）和重水（D2O）內部分子結構變化的規(guī)律，并運用去卷積技術對所得光譜進行分峰處理，結果水分子的氫鍵有斷裂趨勢，其給出了一些定性解釋。

5. 維生素

    利用拉曼光譜技術可提供完整的維生素分子結構信息，并對其結構做進一步的描述和表征。吳捷等報道維生素C 的傅里葉拉曼光譜，并對它的拉曼特征譜帶進行初步的指認和歸屬；結合pH 值的變化探討吸附作用的特點和規(guī)律。Cimpoiu采用拉曼光譜方法對TLC 分離出的8 種水溶性維生素（VB1，VB2，VB3，VB4，VB5，VB6，VB9，VE13，VC）進行確認。

    手持拉曼光譜儀技術發(fā)展至今已有80 年的歷史，自表面增強拉曼光譜和激光拉曼光譜技術出現(xiàn)以后，拉曼光譜技術在生物結構分析方面的應用得到快速發(fā)展。拉曼光譜技術具有分析速度快、無需預處理、不需破壞樣品，靈敏度較高、樣品濃度低，目前，已成為分析化學、生物學、藥學的重要研究手段。預計不久的將來，這一檢測技術必將在更多的食品工業(yè)領域中得到應用。