無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在食品品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用

錢海鋒

摘要：食品工業(yè)的主要原料是農(nóng)產(chǎn)品，它是通過(guò)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。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。隨著人們對(duì)食品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，反映食品內(nèi)部特征的內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)也越來(lái)越受到人們的重視。無(wú)損檢測(cè)就是在不破壞待測(cè)物原來(lái)的狀態(tài)，化學(xué)性質(zhì)等前提下，為了獲取與待測(cè)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。

關(guān)鍵詞：無(wú)損檢測(cè)技術(shù)；食品品質(zhì)檢測(cè)；應(yīng)用

1、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在食品品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用

1.1光學(xué)原理檢測(cè)法

光音響分光法、紫外分光法、紅外光分光法、可見光法以及近紅外分光法是通過(guò)食品對(duì)光的一些特性，例如吸收、反射、擴(kuò)散等對(duì)食品內(nèi)部品質(zhì)進(jìn)行判斷的一種方法。光學(xué)原理檢測(cè)法在對(duì)果蔬以及谷物等食品的成分、物理學(xué)品質(zhì)進(jìn)行分析時(shí)應(yīng)用較多。果蔬、谷物這類食品因其內(nèi)部成分以及外部特性具有一定差異性，若受到不同波長(zhǎng)射線照射，其所產(chǎn)生的吸收、衍射、反射、擴(kuò)散以及反射效果也會(huì)不同，有的光會(huì)由表面發(fā)射回來(lái)，有的卻會(huì)被食品內(nèi)部一些組織吸收。所以，可以采取光電管等設(shè)備對(duì)待測(cè)食品樣品及標(biāo)準(zhǔn)食品樣品透過(guò)光和反射光來(lái)檢測(cè)，再將內(nèi)置CPU輸入，從而得出光的透光率及反射率，實(shí)現(xiàn)對(duì)食品品質(zhì)的檢測(cè)。

1.2力學(xué)特性的檢測(cè)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(cè)的方法.利用聲波和振動(dòng)可以測(cè)出食品的品質(zhì)指標(biāo)以及檢測(cè)待測(cè)物內(nèi)部的組織狀態(tài)。如利用聲波透射法測(cè)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(cè)定法，檢查家禽的肉質(zhì)，脂肪層厚度，里脊肉斷面等。國(guó)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(cè)方法，如機(jī)械沖擊產(chǎn)生的聲頻信號(hào)檢測(cè)，機(jī)械沖擊相應(yīng)的頻率分析和水果沖擊力檢測(cè)。

1.3電磁學(xué)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(cè)物自身所具有的某種電磁特性（如生物電等）的測(cè)量方法；被動(dòng)特性是將待測(cè)物置于電磁場(chǎng)內(nèi)，利用其電磁影響后反過(guò)來(lái)對(duì)外部環(huán)境施加影響的特性測(cè)量方法，例如核磁共振（NMR）和電子共鳴（ESR）。NMR對(duì)于在液體中能溶解的物質(zhì)，具有較高的靈敏度；對(duì)于固體和糊狀物在液態(tài)存在的情況下，也能獲得較高的靈敏度；ESR對(duì)于測(cè)定自由基和自由金屬離子較方便，適于測(cè)定油脂的自動(dòng)氧化初期產(chǎn)生的含有過(guò)氧化物的反應(yīng)中間物質(zhì)。通過(guò)數(shù)據(jù)算法的開發(fā)，可以推測(cè)構(gòu)成分子的原子空間配置。例如，在溶液狀態(tài)下可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不結(jié)晶難以分析的蛋白質(zhì)等結(jié)構(gòu)的分析。ESR以具有游離基、金屬離子等奇數(shù)電子的物質(zhì)為對(duì)象，隨著精度和靈敏度的不斷提高，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。

1.4生物傳感器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

生物傳感器主要是結(jié)合分子識(shí)別元件特異性和待測(cè)物質(zhì)，轉(zhuǎn)變兩者產(chǎn)生生化反應(yīng)的信號(hào)，使其變?yōu)榭商幚淼碾姟⒐獾刃盘?hào)，利用信號(hào)放大裝置實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸出，以便對(duì)特定物質(zhì)進(jìn)行分析和檢測(cè)。信號(hào)敏感元件是生物傳感器的重要組成部分，具有生物活性，能特異識(shí)別分子。該技術(shù)憑借自身高度自動(dòng)化、操作方便簡(jiǎn)單、選擇性好、成本低、專一性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在食品檢測(cè)的各領(lǐng)域有廣泛的運(yùn)用，如食品毒素分析、食品成分分析、食品添加劑、食品鮮度等方面的檢測(cè)。同時(shí)，該技術(shù)在食品中重金屬離子、蓖麻毒素、有機(jī)磷農(nóng)藥、甜味素、肉毒毒素、亞硝酸鹽等方面的檢測(cè)應(yīng)用也較為普遍。

1.5聲學(xué)原理的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

待測(cè)食品樣品在不同聲波的作用下會(huì)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(cè)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(cè)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(lái)判定待測(cè)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(huì)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(guò)熟的西瓜的打擊音波呈現(xiàn)出不規(guī)則波形，通過(guò)打擊音波波形的不同便可測(cè)出西瓜的成熟度。

2、電磁學(xué)法應(yīng)用案例分析--雞蛋變性過(guò)程監(jiān)控

案例：核磁共振是一種無(wú)損、快速，并且可以從空間上直觀反映食品內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性的方法。通過(guò)核磁共振成像原理對(duì)帶殼雞蛋在不同煮熟時(shí)間下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，白色部分代表水分含量相對(duì)較高，自由水相對(duì)比較多，有很強(qiáng)的弛豫信號(hào)；黑色部分代表水分含量相對(duì)較低，水分基本上被束縛，不能游離出來(lái)，弛豫信號(hào)很弱；中間的白點(diǎn)是雞蛋內(nèi)部有一小白心，即蛋黃芯顏色由亮到暗，表示弛豫信號(hào)由強(qiáng)到弱。從蛋清的角度來(lái)看，信號(hào)從加熱1min開始逐漸變?nèi)酰钡酱蠹s6min信號(hào)又開始逐漸加強(qiáng)，還可以發(fā)現(xiàn)，蛋殼接觸的那部分蛋清更加明顯地反映了這一現(xiàn)象。蛋黃弛豫信號(hào)，從加熱1～10min的過(guò)程中逐漸加強(qiáng)，蛋黃在完全沒有被煮的時(shí)候，水分的含量是很低的，大約是蛋清的一半，在煮熟的過(guò)程中，水分不斷的從蛋清向內(nèi)擴(kuò)散，使得蛋黃的信號(hào)逐漸增強(qiáng)。從圖中可以看到，煮熟到8min已經(jīng)完全成熟，繼續(xù)加熱進(jìn)行煮熟基本上沒有變化。從煮熟時(shí)間5min的圖像上看，蛋黃左上方有弛豫信號(hào)較強(qiáng)的一部分，那是蛋清中的水分和蛋黃相混合造成的。整個(gè)過(guò)程中，蛋清和蛋黃接觸的部分弛豫信號(hào)比較強(qiáng)，并且有逐漸向內(nèi)滲透和蛋黃內(nèi)部水分逐漸釋放的趨勢(shì)。

3、結(jié)束語(yǔ)

無(wú)損檢測(cè)方法不破壞食品本身，而且可使產(chǎn)品的分級(jí)工作更科學(xué)、更準(zhǔn)確、更便捷，完全適合食品加工高效率、大規(guī)模的要求。這對(duì)提高我國(guó)食品品質(zhì)，增強(qiáng)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的能力，大大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度具有重要的理論意義和實(shí)際意義，并能創(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(wú)損檢測(cè)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。

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（作者單位：浙江華才檢測(cè)技術(shù)有限公司）