食品在其加工、储存到变质的过程中由于自身理化性质的变化和微生物的繁殖会产生多种与食品新鲜程度有关的挥发物,通过挥发物可以检测食品的质量、新鲜度等。早期的食品挥发物检测方法通常基于气相色谱-质谱（GC-MS）或电子鼻等电化学传感器。然而,GC-MS需要复杂的样本预处理,电子鼻方法则存在严重的交叉敏感性,限制了其在食品领域中的实际应用。因此,针对上述方法存在的问题,为了应对快速发展的食品工业需求,本文基于红外吸收光谱学,使用长光程FTIR通过检测食品挥发物快速检测了食品质量。然而,长光程FTIR同样需要气体的收集,无法做到原位检测。针对这一缺点,本文又基于光纤倏逝波（FOEW）和散射介质内气体吸收光谱（GASMAS）开发了无需气体收集、针对不同应用场景的两种食品质量原位检测方法。主要研究内容如下:1、开展了使用长光程傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）快速检测牛奶质量的可行性研究。研究基于团队前期研究成果,以牛奶作为研究对象,使用长光程FTIR检测牛奶变质过程中挥发出的气体,检测出了乙醇等特异性标志物,该结果与使用常规质子转移反应质谱仪（PTR-MS）的检测结果表现出了良好的一致性。此外,研究使用主成分分析（PCA）对数据进行降维分析,并使用偏最小二乘判别分析（PLS-DA）算法对新鲜和变质牛奶光谱数据进行建模,该模型成功分类了新鲜和变质牛奶,分类准确率达到了100%。实验结果表明长光程FTIR可以通过食品挥发物快速、有效地检测食品质量,然而其需要抽气的检测过程仍需改进和优化。2、基于FOEW技术开展了无需气体收集即可原位检测食品质量的方法研究。实验将卤化银光纤耦合进FTIR的光路中,使用螺旋型的光纤探头搭建了一套FOEW气体检测系统。实验首先使用乙醇溶液验证了该方法检测挥发气体的可行性和重复性。实验以牛奶作为研究对象,在无需气体收集的情况下直接检测牛奶顶空挥发气体,乙醇等特异性标志物被有效检测并与长光程FTIR的检测结果表现出良好的一致性。之后,实验使用PLS-DA算法对新鲜和变质牛奶数据进行建模,并以一部分无标签样本进行验证,分类准确度达到了100%。实验结果表明,FOEW在无需气体收集的情况下即可通过食品挥发物有效检测食品质量,扩展了红外吸收光谱在食品挥发物检测中的应用。3、基于GASMAS技术开展了不打开包装检测密封包装盒内水果质量和储存时间的方法研究。实验使用760nm的分布式反馈（DFB）激光器和光电倍增管（PMT）搭建了一套结构完整紧凑的氧气检测系统,并引入波长调制解调技术提高了检测系统的灵敏度。使用Python语言开发了无需气体标定的氧气浓度计算算法。实验使用泡沫箱验证了不打开箱盖就可以检测箱内氧气浓度的可行性。以葡萄和草莓作为研究对象,对密封水果箱内氧气含量进行了连续的监控,在不破坏水果包装的情况下评估了箱内水果的变质程度。同时,建立了葡萄和草莓氧气浓度和储存时间的预测模型,预测集的R~2分别达到了0.9220和0.9543,均方根误差（RMSE）分别为0.4426天和0.3079天。实验结果表明,GASMAS可以在不打开包装的情况下检测箱内气体浓度,从而在真正意义上完全无损的检测了食品质量。综上所述,本文开展了无需收集气体,无需打开包装的情况下检测了食品挥发物的方法研究。拓展了食品挥发物检测的应用场景,提高了检测灵活性。为使用吸收光谱检测食品挥发物的应用提供了新的参考。