微波水分儀在食品中水分快速檢測的應(yīng)用運用

山東宜維檢測有限公司 山東 棗莊 277800

在食品之中水分是重要營養(yǎng)成分，食品不同所需要的水分含量不同，水分也會在一定程度上影響食品感官性狀以及組織結(jié)構(gòu)的發(fā)揮。水分指標(biāo)與食品加工、食品運輸以及食品存儲等環(huán)節(jié)有著緊密聯(lián)系，為保證食品中有準(zhǔn)確的水分含量，需要進(jìn)行檢測。我國食品行業(yè)原本采用的檢測水分方法較為落后，操作起來復(fù)雜，檢測時間過長，而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，誕生了微波水分儀等高科技技術(shù)和設(shè)備，在食品水分檢測過程中，應(yīng)用這一設(shè)備及能夠快速獲得準(zhǔn)確結(jié)果?；诖?，本文對食品水分檢驗中微波水分儀使用進(jìn)行分析。

一、食品水分檢測現(xiàn)狀

當(dāng)前我國食品行業(yè)在檢測食品水分時，通常使用烘箱干燥法，這一方法應(yīng)用范圍較廣，并且是很多食品水分檢測國標(biāo)法[1]。其基于熱失重法原理，主要檢測方法是使用天平稱取食品樣品初始重量，接著放進(jìn)烘箱加熱，以此來蒸發(fā)發(fā)揮食品樣品中的水分，在干燥后使用天平稱取其重量，那么(初始重量-最終重量)/初始重量=水分/%M。然而使用這一方法進(jìn)行實際檢測時，還有許多不足之處存在著，烘箱干燥法流程較多，并且烘干較慢，使得整體檢測速度減慢，檢測一個食品樣品需幾個小時，檢測過程較為復(fù)雜。而在現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展的背景下，在食品生產(chǎn)過程中需要快速檢測食品水分含量，烘箱干燥法費時費力，將難以滿足當(dāng)前的檢測要求。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，紅外快速水分測定儀得到了廣泛應(yīng)用，其集天平和紅外加熱為一體，檢測食品樣品水分含量只需5～20分鐘，這能夠?qū)⑺址治鏊俣忍岣?。對于食品生產(chǎn)企業(yè)來說，時間就是金錢，使用現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)食品可達(dá)到每小時幾千噸，快速確定食品水分含量，可對原材料進(jìn)行及時監(jiān)測，對食品質(zhì)量加以控制，提升食品生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)食品成本。因此應(yīng)注重新型水分測定以及技術(shù)的應(yīng)用，目前微波水分儀能夠達(dá)到這一要求。

二、微波水分儀

微波水分儀在檢測多種食品樣品時，可保證在40～120秒內(nèi)準(zhǔn)確測量樣品，和紅外干燥法以及烘箱干燥法相同的是微波干燥水分儀也是根據(jù)熱重法原理，但以微波形式來使食品干燥并對其水分測量。在分析過程中，食品樣品水分會對微波輻射能量進(jìn)行直接吸收和蒸發(fā)，儀器中內(nèi)置稱重系統(tǒng)，在分析水分起點和終點對其重量加以測量，計算初始和最終樣品差值，以獲得熱失重值，運用絕對值或者是百分比來表示水分。為確保快速獲得可靠準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，這一儀器設(shè)備不斷更新。

稱重傳感器是微波水分儀重要組成部分，微波水分儀上所應(yīng)用的超級單體傳感器，是一種高度一體化傳感器。這一傳感器沒有外接任何部件，與其他傳感器相比具有更快的響應(yīng)速度、更小溫度漂移和更小應(yīng)力變化。除此之外，為了保證檢測過程中食品樣品對最大微波輻射能量進(jìn)行均勻吸收，其采用新型圓柱樣品式結(jié)構(gòu)，并以樣品室底部雙孔鏡光圈進(jìn)行微波垂直發(fā)射，從而使微波能量以對角線狀在樣品表面均勻聚集，使得樣品上所聚集的微波能量更加理想化[2]。另外，在測試食品樣品時增加自動旋轉(zhuǎn)功能，確保樣品中微波輻射可以均勻分布，將傳統(tǒng)微波水分儀中冷斑和熱斑情況消除，以此快速獲得準(zhǔn)確測試結(jié)果。

新型微波水分儀與傳統(tǒng)方法相比較具有以下明顯特征：(1)超快速分析，檢測速度快，在1～2分鐘內(nèi)即能夠檢測一個食品樣品，與紅外水分儀相比要快10倍，與烘箱干燥法相比快300倍。(2)可準(zhǔn)確測量，具有較高穩(wěn)定性，測試結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)方法相同。(3)簡單操作，只要在儀器內(nèi)放置好食品樣品蓋上蓋后，即能夠自動測量。對于食品實驗室分析、現(xiàn)場品控以及現(xiàn)場檢測來說，具有較快分析速度，可將工作效率提高。

三、食品水分檢測中微波水分儀的具體應(yīng)用

(一)肉類方面的應(yīng)用。肉類及肉制品所含水分是對其質(zhì)量進(jìn)行衡量的重要指標(biāo)，在肉類市場中，為保護(hù)消費者權(quán)益，避免市場中流入注水肉，并且為明確肉制品加工企業(yè)將鮮肉作為原材料，都需要開展肉類和肉制品水分檢測。傳統(tǒng)檢測法為直接干燥法，需要使用的設(shè)備有烘箱和天平，主要材料為海砂和乙醇等溶劑，測試過程較為復(fù)雜，并且具有較長測量時間，大約在4～5個小時。而使用微波水分儀能夠在2～3分鐘內(nèi)完成測量，并且操作非常簡單。比如通過實驗對豬肉、牛肉和雞肉使用直接干燥法、微波法進(jìn)行測量，獲得了表1數(shù)據(jù)。

表1 使用直接干燥法、微波法測量豬肉、牛肉、雞肉水分含量結(jié)果

通過測試數(shù)據(jù)可知，使用微波水分儀測量結(jié)果與直接干燥法測量結(jié)果具有一致性。在測試過程中，使用微波水分儀，操作更加簡單，只要在儀器內(nèi)放置食品樣品蓋上蓋即能完成測量，并且在兩分鐘內(nèi)即可獲得結(jié)果，干燥法通常需要4～5個小時可獲得結(jié)果[3]。

(二)乳制品方面的應(yīng)用。對乳制品生產(chǎn)來說，控制產(chǎn)品固含量非常重要，若某批產(chǎn)品存在較低固含量，則需及時加入固形物來達(dá)到相應(yīng)要求；當(dāng)有較高固含物時，需通過加水來達(dá)到固含量要求。水的成本要比固形物低，例如某乳品廠每日生產(chǎn)1000噸乳品，每節(jié)約0.1%固含量，那么一天能夠節(jié)省一噸固形物，生產(chǎn)成本一年可節(jié)省幾十萬。尤其是冰淇淋、酸奶、牛奶以及雪糕等樣品，使用烘箱干燥法完成分析測量需要3～4小時，而微波水分儀，具有準(zhǔn)確快速的優(yōu)勢，可在兩分鐘內(nèi)完成測量，在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)現(xiàn)場即時監(jiān)控，以達(dá)到節(jié)約成本的目的。

結(jié)束語

新型微波水分儀具有操作簡單、測量準(zhǔn)確以及測量速度快等優(yōu)勢，在食品行業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控、原料進(jìn)貨、研發(fā)過程、產(chǎn)品分級以及流通領(lǐng)域等方面得到了廣泛應(yīng)用。其能夠進(jìn)行簡便、快速的水分含量檢測，可將食品行業(yè)生產(chǎn)效率提升，并對生產(chǎn)進(jìn)行有效指導(dǎo)，以此節(jié)省生產(chǎn)成本。政府行政部門也可應(yīng)用這一儀器設(shè)備，在食品流通領(lǐng)域進(jìn)行現(xiàn)場快速檢測，以保證食品的質(zhì)量。