無損檢測技術(shù)在食品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用研究

王艷曉+李峰

摘 要：隨著生活水平的提高，人們對食品品質(zhì)有了更高的要求，如何運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)食品品質(zhì)的提高，成了輿論界廣泛關(guān)注的話題之一。文章以無損檢測技術(shù)分析為著手點(diǎn)，并詳細(xì)介紹了光學(xué)原理檢測法、聲學(xué)原理檢測法、電學(xué)原理檢測法、力學(xué)原理檢測法以及生物傳感器這五種常見的無損檢測技術(shù)在食品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用，以供商榷。

關(guān)鍵詞：無損檢測技術(shù)；食品品質(zhì)；檢測；應(yīng)用

食品工業(yè)作為一種以農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)等產(chǎn)品為主要原料，并通過提取、制造等手段對原料進(jìn)行加工，使之成為人們所需要的食品或半成品的工業(yè)體系，是一種連續(xù)且有組織的經(jīng)濟(jì)活動，從某種程度上來說，食品工業(yè)是農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)和漁業(yè)的深化及發(fā)展。而品質(zhì)則是一個(gè)衡量某一物體是否具有某種性質(zhì)的模糊概念。通常來說，食品品質(zhì)主要包括三方面內(nèi)容：首先，能體現(xiàn)物體外表特征的外表品質(zhì)；其次，能體現(xiàn)物體基本物理性質(zhì)的品質(zhì)；最后，能體現(xiàn)物體內(nèi)部特征的內(nèi)部品質(zhì)。在這三方面內(nèi)容中，隨著人們對食品品質(zhì)要求的提高，內(nèi)部品質(zhì)日益引起人們的重視。此外，無損檢測技術(shù)作為近年來得以推廣使用的高科技技術(shù)之一，更是受到了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注?；诖耍疚墓P者將結(jié)合自己的工作實(shí)踐，就無損檢測技術(shù)在食品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用問題進(jìn)行研究，以期為食品品質(zhì)的提高提供理論支持。

1 無損檢測技術(shù)分析

無損檢測技術(shù)作為一種非破壞性檢測，是指在不破壞待測物質(zhì)原有狀態(tài)以及化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，獲得和待測物質(zhì)品質(zhì)相關(guān)的內(nèi)容或成分等化學(xué)、物理信息而采用的檢測方法。它是以材料科學(xué)、電子學(xué)、物理學(xué)、信息技術(shù)、斷裂力學(xué)以及人工智能等學(xué)科為基礎(chǔ)而發(fā)展起來的一門應(yīng)用技術(shù)，在產(chǎn)品質(zhì)量控制中已得到了眾多專家學(xué)者和科技人員的認(rèn)可。無損檢測技術(shù)的檢測過程主要包括采集數(shù)據(jù)和信號、處理數(shù)據(jù)、控制信號三大部分。其中，采集數(shù)據(jù)和信號在無損檢測過程中既是重點(diǎn)，又是難點(diǎn)，采集的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確直接關(guān)系到結(jié)論是否正確，而運(yùn)用哪種方法進(jìn)行信號采集是難點(diǎn)；處理數(shù)據(jù)主要是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化設(shè)備，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；控制信號主要是為了把檢測結(jié)果顯示到顯示器上，為下一道工序服務(wù)。在無損檢測技術(shù)的推廣過程中，因其具有成本低、耗時(shí)短等特點(diǎn)，現(xiàn)已在工業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其在食品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用主要包括光學(xué)原理檢測法、聲學(xué)原理檢測法、電學(xué)原理檢測法、力學(xué)原理檢測法以及生物傳感器等技術(shù)，從而準(zhǔn)確識別待檢食品的硬度、顏色、密度、氣味等特征，進(jìn)而判定它的主要成分、類別等特性。

2 無損檢測技術(shù)在食品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用光學(xué)原理的無損檢測技術(shù)

紫外分光法、可見光法、近紅外分光法、紅外光分光法、光音響分光法是利用食品對光的吸收、反射、透射、擴(kuò)散、衍射等特性，從而來判斷食品內(nèi)部品質(zhì)的一種方法。應(yīng)用光學(xué)原理的無損檢測技術(shù)主要運(yùn)用于果蔬、谷物等食品的成分分析以及物理學(xué)品質(zhì)分析。果蔬、谷物等食品由于內(nèi)部成分和外部特性的差異，在不同波長射線的照射下，會產(chǎn)生不同的吸收、反射、透射、擴(kuò)散及衍射效果，部分光會從表面反射回來，部分光則會被食品內(nèi)部的不同組織所吸收，而光的反射量和吸收量與待測食品的光學(xué)特性。因此，可以運(yùn)用光電管等設(shè)備檢測待測食品樣品和標(biāo)準(zhǔn)食品樣品的反射光和透過光，再輸入內(nèi)置 CPU，從而計(jì)算出光的反射率和透光率，最終達(dá)到檢測食品品質(zhì)的目的。

2.2 應(yīng)用聲學(xué)原理的無損檢測技術(shù)

待測食品樣品在不同聲波的作用下會呈現(xiàn)出不同的反射特性、透射特性、吸收特性和散射特性，而聲波的傳播速度和待測食品樣品自身的聲阻抗和固有頻率能夠體現(xiàn)聲波和待測食品樣品間相互作用的規(guī)律，從而可以根據(jù)這些參數(shù)的變化來判定待測食品樣品的組成部分及特性。以西瓜為例，當(dāng)西瓜受到相同的打擊時(shí)，成熟度不同便會呈現(xiàn)出不同的聲波，一般適熟的西瓜的打擊音波呈現(xiàn)出規(guī)則衰減波形，而過熟的西瓜的打擊音波呈現(xiàn)出不規(guī)則波形，通過打擊音波波形的不同便可測出西瓜的成熟度。

2.3 應(yīng)用電學(xué)原理的無損檢測技術(shù)

電學(xué)原理的無損檢測技術(shù)主要是指通過測量待測食品的電阻抗、電導(dǎo)率等特性而檢測食品品質(zhì)的一種方法。通常待測量的食品如果為固體時(shí)，需要將電極插入待測量食品中進(jìn)行測量，具體方法為：將待測量食品直接放到實(shí)驗(yàn)臺的平行電極板間，測定介電特性參數(shù)值，而介電特性參數(shù)值可以體現(xiàn)食品的實(shí)際品質(zhì)情況，所以介電特性的無損檢測技術(shù)能夠使食品品質(zhì)實(shí)現(xiàn)無損自動化評定，具有可行性。

2.4 應(yīng)用力學(xué)原理的無損檢測技術(shù)

振動激發(fā)法、敲打解析法、超音波測定法等是利用食品的力學(xué)特性，如：振動頻率、粘彈性、硬度以及振動的吸收等，實(shí)現(xiàn)對食品品質(zhì)進(jìn)行檢測的無損檢測技術(shù)。一般來說，運(yùn)用聲波和振動不僅能夠測出待測食品的品質(zhì)指標(biāo)，而且能測出待測食品的內(nèi)部缺陷及組織結(jié)構(gòu)。例如，在測定牛乳中的脂肪含量和大豆中的水分含量時(shí)運(yùn)用超音波測定法，可以根據(jù)超聲波在待測食品中所呈現(xiàn)的不同反射波而判定待測食品品質(zhì)。此外，檢查雞、鴨、牛、羊等動物的肉質(zhì)、脂肪層的厚度以及里脊肉斷面等情況均可以采用這種方法。

2.5 生物傳感器無損檢測技術(shù)

生物傳感器無損檢測技術(shù)在食品品質(zhì)檢測中運(yùn)用十分廣泛，涉及到食品基本成分檢測、添加劑檢測、有害成分檢測、有毒成分檢測等各個(gè)方面，具有無需進(jìn)行樣品提前處理、不需大量試劑、可連續(xù)進(jìn)行在線檢測、靈敏度高、無污染等優(yōu)勢。該項(xiàng)技術(shù)橫跨物理、化學(xué)、生物等多個(gè)領(lǐng)域，并將生物技術(shù)、納米技術(shù)、材料技術(shù)以及微電子技術(shù)等進(jìn)行有效融合而形成的一門研究與應(yīng)用技術(shù)，處于科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前沿。以食品添加劑為例，現(xiàn)在已經(jīng)研制出了一些生物傳感器可用于檢測食品中的添加劑含量，眾所周知，亞硫酸鹽對人體有害，長期食用會引發(fā)哮喘，而專門用于檢測亞硫酸鹽生物傳感器的研發(fā)成功，大大地縮減了檢測食品中添加劑含量的時(shí)間?？傊?，生物傳感器在食品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用不僅保證了食品品質(zhì)，而且能促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高。

3 結(jié)束語

無損檢測技術(shù)作為一種新興技術(shù)，是評價(jià)產(chǎn)品品質(zhì)的新方法，在食品品質(zhì)檢測中具有非破壞性、全面性、可靠性、全程性等顯著特點(diǎn)，對提高食品品質(zhì)具有積極的影響。因此，這就要求相關(guān)工作者在工作實(shí)踐中，應(yīng)當(dāng)積極研究無損檢測技術(shù)在食品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用問題，并加快光學(xué)原理檢測法、聲學(xué)原理檢測法、電學(xué)原理檢測法、力學(xué)原理檢測法以及生物傳感器等無損檢測技術(shù)在食品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用進(jìn)程，從而推動我國食品工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為人們的高水平生活提供高品質(zhì)的食品。

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作者簡介：王艷曉（1985-），女，漢族，河南平頂山人，碩士，河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院助教，研究方向：化學(xué)教育，工業(yè)工程。

李峰（1985-），男，漢族，河南平頂山人，本科，河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院助教，研究方向：藥學(xué)。