無損檢測技術(shù)在食品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用

鄒淑君　程炳麟

食品工業(yè)的主要原料是農(nóng)產(chǎn)品，它是通過各種手段及技術(shù)將植物業(yè)，養(yǎng)殖業(yè)，采集業(yè)所得到的原料，加工成人們所需的產(chǎn)品.食品工業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的繼續(xù)，深化和發(fā)展。品質(zhì)反映了某一物體的某些性質(zhì)的一個(gè)模糊概念。隨著人們對食品質(zhì)量的要求越來越高.反映食品內(nèi)部特征的內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)也越來越受到人們的重視。無損檢測就是在不破壞待測物原來的狀態(tài)，化學(xué)性質(zhì)等前提下，為了獲取與待測物的品質(zhì)有關(guān)的內(nèi)容，性質(zhì)或成分等物理，化學(xué)情報(bào)所采用的檢查方法。

基于力學(xué)特性的檢測方法

力學(xué)方法是利用食品與農(nóng)產(chǎn)品的力學(xué)特性而進(jìn)行檢測的方法.利用聲波和振動(dòng)可以測出食品的品質(zhì)指標(biāo)以及檢測待測物內(nèi)部的組織狀態(tài)。如利用聲波透射法測定牛乳中脂肪的含量及大豆的水分：用超聲波在物體中密度有差異處的反射波測定法，檢查家禽的肉質(zhì)，脂肪層厚度，里脊肉斷面等。國外研究者研討了多種基于動(dòng)力學(xué)原理的農(nóng)產(chǎn)品硬度檢測方法，如機(jī)械沖擊產(chǎn)生的聲頻信號檢測，機(jī)械沖擊相應(yīng)的頻率分析和水果沖擊力檢測。

基于電磁學(xué)特性的檢測方法

電磁法分為主動(dòng)特性法和被動(dòng)特性法兩種。主動(dòng)特性法是利用待測物自身所具有的某種電磁學(xué)的測量方法；而被動(dòng)特性法是將待測物置于電磁場內(nèi)，利用其受電磁影響后反過來對外部環(huán)境施加影響的特性測量方法，例如核磁共振和電子自旋共振等。電磁@-TY法所需的設(shè)備相對比較簡單，數(shù)據(jù)的獲取和處理也比較容易，因此應(yīng)用前景比較廣闊。

基于光學(xué)特性的檢測方法

紫外光譜法，可見光譜法，近紅外光譜法是食品內(nèi)部品質(zhì)無損檢測有效的方法。它是通過食品對光的吸收，散射，反射，透射等特性來確定食品內(nèi)部品質(zhì)的一種方法。該項(xiàng)技術(shù)可廣泛用于谷物，果樹等多種產(chǎn)品的化學(xué)成分分析，物理學(xué)品質(zhì)分析，色度學(xué)品質(zhì)分析。

基于放射線特性的檢測方法

x射線，B射線和可見光都具有透射，反射和漫射等性質(zhì).x射線技術(shù)主要是利用穿透能力較弱的x射線作為光源進(jìn)行透視探查的技術(shù).因食品密度與金屬等物質(zhì)相比要小得多，因此所需x射線強(qiáng)度較小，通常稱其為軟x射線，其主要用于測定物體的密度差，判別內(nèi)部缺陷和異物檢出.如X射線圖像用于檢測雞肉內(nèi)部較深部位的骨頭，但對表面骨頭檢測比較困難，而可見光圖像則正相反.另外，軟x射線還可以用來檢測如柑橘中的皺皮等缺損現(xiàn)象，檢測水果損傷缺陷，如蘋果的水芯及損傷等。

機(jī)器視覺檢測技術(shù)

機(jī)器視覺技術(shù)是用各種成像系統(tǒng)代替視覺器官作為輸入敏感手段，由計(jì)算機(jī)來代替大腦完成處理和解釋。機(jī)器視覺的最終目標(biāo)就是使計(jì)算機(jī)能像人一樣通過視覺觀察并理解世界，具有自主適應(yīng)環(huán)境等能力。在實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)前，人們努力的中期目標(biāo)是建立一種視覺系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)能夠通過視覺敏感和反饋的某種程度從而智能的完成一項(xiàng)任務(wù)。隨著圖像處理技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)軟硬件的開發(fā)，食品品質(zhì)自動(dòng)檢測和分級領(lǐng)域應(yīng)用機(jī)器視覺系統(tǒng)也變得越來越具有吸引力。應(yīng)以斌等人以表面色澤與固酸比為柑橘成熟度指標(biāo)，建立了用于柑橘成熟度檢測的機(jī)器視覺系統(tǒng)，并建立了利用協(xié)方差矩陣和樣本屬于桔黃色和綠色的概率來判斷柑橘成熟度的判別分析法，并以實(shí)測的固酸比值作為對照，對72枚柑橘樣本進(jìn)行了試驗(yàn)，柑橘成熟度的判別準(zhǔn)確率達(dá)到91.67%。

生物傳感器技術(shù)

21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，而生物傳感器橫跨生物，化學(xué)，物理，信息等領(lǐng)域，結(jié)合了生物技術(shù)，材料技術(shù)，納米技術(shù)，微電子技術(shù)等，是一門交叉學(xué)科的研究與應(yīng)用技術(shù)，也是當(dāng)今世界科學(xué)發(fā)展的前沿，引起各國的極大關(guān)注。生物傳感器是由產(chǎn)生信號的敏感元件和處理信號的輔助儀器兩部分組成的，敏感元件由生物活性單元（如酶，抗體，微生物，DNA等）和換能器組成，換能器可用來捕捉生物活性單元與目標(biāo)物反應(yīng)過程中的信號。生物活性單元引起的變化不同，信號處理的方法也不同。根據(jù)檢測信號的不同.可將生物傳感器分為電化學(xué)傳感器，阻抗生物傳感器，壓電生物傳感器和光生物傳感器。與各種傳統(tǒng)的化學(xué)傳感器，物理傳感器相比，具有選擇性好，xA-析速度快，靈敏度高，不需進(jìn)行樣品預(yù)處理，可進(jìn)行連續(xù)在線檢測，成本低等特點(diǎn)。生物傳感器在食品檢測中的應(yīng)用非常廣泛，幾乎滲透到各個(gè)方面，包括食品基本成分的檢測，食品中添加劑的檢測，有毒有害成分的檢測等等。

展望

無損檢測方法不破壞食品本身，而且使產(chǎn)品的分級工作更科學(xué)，更準(zhǔn)確，更便利，完全符合食品加工高效率，大規(guī)模的要求，這對提高我國食品品質(zhì)，提高參與國際競爭的能力，在降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度上具有重要的理論意義和實(shí)際意義，并且能夠創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，我們要特別重視高新技術(shù)的新成果向食品生產(chǎn)加工應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)移的研究工作，尤其是要加強(qiáng)工業(yè)無損檢測技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用研究，推動(dòng)食品加工業(yè)快速發(fā)展。

（作者單位：杭州法諾科技有限公司）