無損檢測在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用

□ 涂明梅 張思濤 夏玉瓊 李 楊 湄潭縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局

近年來，人們對食品的要求從口味、風(fēng)味等直觀特性轉(zhuǎn)向了營養(yǎng)、品質(zhì)等方向。農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全不僅影響農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)和消費(fèi)[1]，還關(guān)系到我國農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力和消費(fèi)者身體健康。我國加入世界貿(mào)易組織后，對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測技術(shù)和方法提出了更高要求。無損檢測技術(shù)具有快捷、衛(wèi)生、準(zhǔn)確等優(yōu)勢，是眾多科學(xué)研究者的重要研究領(lǐng)域[2]。

1 農(nóng)產(chǎn)品的無損檢測概述

無損檢測指從外部給農(nóng)產(chǎn)品一個(gè)激勵(lì)能量，待測物受激勵(lì)能量影響時(shí)，從輸入和輸出的關(guān)系便可獲得待測物質(zhì)的物理化學(xué)特性，主要利用農(nóng)產(chǎn)品物理性質(zhì)因缺陷而發(fā)生變化這一事實(shí)現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)的。檢測方法有力學(xué)檢測、光學(xué)檢測、聲和超聲檢測、計(jì)算機(jī)圖像處理、電學(xué)和電磁學(xué)檢測及射線檢測。與傳統(tǒng)理化檢測方法不同，農(nóng)產(chǎn)品無損檢測不需要大量化學(xué)藥品，對環(huán)境不會造成污染，不用對樣品進(jìn)行前處理，可實(shí)現(xiàn)即時(shí)檢測，能在單元操作下獲得多個(gè)信息。因此，在眾多檢測農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的技術(shù)中，無損檢測技術(shù)脫穎而出，成為眾多研究者的重點(diǎn)研究對象。

2 農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測中無損檢測方法介紹及應(yīng)用

2.1 光學(xué)特性

光學(xué)特性指農(nóng)產(chǎn)品對投射到表面上的光產(chǎn)生反射、吸收、透射、漫射或受光照后激發(fā)出其他波長的光的性質(zhì)。根據(jù)這一特性結(jié)合光學(xué)檢測裝置能實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品特別是果品的無損檢測[3]。原理是小部分散射光較深地?cái)U(kuò)散到農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部，一部分被農(nóng)產(chǎn)品所吸收，一部分穿透農(nóng)產(chǎn)品。光被吸收的多少與農(nóng)產(chǎn)品的性質(zhì)、光的波長及傳播路徑長度等因素有關(guān)。利用光學(xué)特性對農(nóng)產(chǎn)品展開無損檢測的方法中，近紅外檢測技術(shù)極具代表性，檢測內(nèi)容涉及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)[4]及營養(yǎng)指標(biāo)[5]等。

2.2 聲學(xué)特性

農(nóng)產(chǎn)品聲學(xué)特性指農(nóng)產(chǎn)品在聲波作用下的反射特性、散射特性、透射性、吸收特性、衰減系數(shù)和傳播速度及其本身的聲阻抗與固有率等，反映了聲波與農(nóng)產(chǎn)品相互作用的基本規(guī)律。農(nóng)產(chǎn)品的聲學(xué)特性隨食品與農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部組織的變化而變化，不同食品與農(nóng)產(chǎn)品的聲學(xué)特性不同，同一種類而品質(zhì)不同的食品與農(nóng)產(chǎn)品其聲學(xué)特性往往也存在差異，根據(jù)食品與農(nóng)產(chǎn)品的聲學(xué)特性可判斷內(nèi)部品質(zhì)狀況，并進(jìn)行分類、分級。呂吉光[6]利用智能手機(jī)對哈密瓜成熟度進(jìn)行快速檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)，安卓手機(jī)應(yīng)用程序?qū)芄铣墒於鹊呐袆e整體準(zhǔn)確率可達(dá)到90.9%，通過用戶反饋可進(jìn)一步提高判別能力。呂飛玲[7]在進(jìn)行西瓜品質(zhì)檢測研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，利用聲波在西瓜中的傳播速度檢測西瓜含糖量時(shí)，檢測結(jié)果不受西瓜大小和尺寸影響。

2.3 電磁學(xué)特性

農(nóng)產(chǎn)品的電磁法包括主動電磁法和被動電磁法。主動電磁法指農(nóng)產(chǎn)品中存在的某些能量源而產(chǎn)生的電特性，包括電動勢或者電勢差，在生物系統(tǒng)中表現(xiàn)為生物電勢，在壓電晶體中則表現(xiàn)為應(yīng)變誘導(dǎo)電勢。被動電磁法反映農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部電場和電流（電荷）的分布特性，是一種由農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定的固有特性。劉彬[8]基于介電特性通過測試系統(tǒng)對雞蛋品質(zhì)展開研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)雞蛋新鮮度指標(biāo)誤差低于5%，品種鑒別率達(dá)98%。

2.4 電子鼻檢測

電子鼻能顯示農(nóng)產(chǎn)品中揮發(fā)性物質(zhì)，具有模擬人類嗅覺器官的特性。電子鼻主要是由傳感器、數(shù)據(jù)處理設(shè)備和分析軟件3部分組成。隨著無損檢測技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)中的不斷興起，電子鼻檢測技術(shù)也在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測中得到廣泛應(yīng)用。研究表明，電子鼻檢測果品中香氣主要依靠果品發(fā)育過程及采后處理生理過程中的香氣變化。電子鼻技術(shù)作為新興智能仿生技術(shù)，具有樣品處理簡單、檢測速度快、識別效果好、實(shí)時(shí)和無損等優(yōu)點(diǎn)。目前，電子鼻技術(shù)在果品成熟度和新鮮度檢測中得到有效運(yùn)用。馬澤亮[9]采用電子鼻系統(tǒng)利用PCA法（主成分分析法）建立了一種高效檢測白酒品質(zhì)的方法，結(jié)果表明此方法對于摻假白酒的區(qū)分率達(dá)100%。在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測中商用電子鼻準(zhǔn)確度很高但穩(wěn)定性有待提高，由此可見，電子鼻技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測中具有很大發(fā)展空間。

3 結(jié)語

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全關(guān)系著人類生命安全，也關(guān)系著社會、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但農(nóng)產(chǎn)品種類多、組成元素復(fù)雜，缺乏系統(tǒng)的、全面的、精準(zhǔn)的檢測體系。為推動農(nóng)產(chǎn)品行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，應(yīng)建立更為完善的檢測體系，包括營養(yǎng)指標(biāo)、品質(zhì)指標(biāo)和功能性成分等多方面，不能只進(jìn)行單一檢測。同時(shí)，為保障農(nóng)產(chǎn)品食用安全，應(yīng)建立追溯體系，對農(nóng)產(chǎn)品種植和流通過程加強(qiáng)監(jiān)管。無損檢測方法對農(nóng)產(chǎn)品不會造成損害，可使農(nóng)產(chǎn)品分級工作實(shí)現(xiàn)高效化、快速化、便捷化和規(guī)?；?，對提高我國農(nóng)產(chǎn)品的國際市場競爭力有極大優(yōu)勢。但目前，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)尚處于初級階段，有關(guān)農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部成分綜合檢測方法的研究并不多，因此，未來應(yīng)特別重視農(nóng)產(chǎn)品無損檢測研究，尤其要重視新技術(shù)在食品工業(yè)無損檢測技術(shù)中的研究工作，加強(qiáng)無損檢測技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用，推動我國農(nóng)產(chǎn)品行業(yè)的蓬勃發(fā)展。