超聲波技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用

賈一凡 孟哲 宋亞娟

摘 要：食品質(zhì)量對人們的身體健康有著直接影響，因此加強(qiáng)食品安全檢測工作尤為重要。相關(guān)檢測部門必須要重視該項(xiàng)工作，提升食品檢測工作的質(zhì)量與可靠性。將超聲波技術(shù)積極地應(yīng)用到食品檢測中，可幫助檢測人員提升檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性以及效率，使市面上的食品得到質(zhì)量保障，進(jìn)而使消費(fèi)者的權(quán)益得到保障，維護(hù)人們的身體健康。本文就超聲波技術(shù)在食品檢測中的具體應(yīng)用做出了探究，以供參考。

關(guān)鍵詞：超聲波技術(shù)；食品檢測；應(yīng)用

The Application of Ultrasonic Technology in the Food Testing

JIA Yifan， MENG Zhe， SONG Yajuan*

（Tangshan Food and Drug Comprehensive Testing Center， Tangshan 063000， China）

Abstract： Food quality has a direct impact on human health. Therefore， it is particularly important to strengthen food safety inspection. Relevant inspection departments must pay attention to this work and improve its quality and reliability. The active application of ultrasonic technology to food inspection can help inspectors improve the accuracy and efficiency of inspection results， ensure the quality of food on the market， and then protect the rights and interests of consumers and maintain peoples health. This paper explores the specific application of ultrasonic technology in food inspection for reference.

Keywords： ultrasonic technology; food inspection; application

如今，各大食品生產(chǎn)加工企業(yè)為了迎合市場需求，研發(fā)和生產(chǎn)了各種新型食品，但這些食品的質(zhì)量卻參差不齊。食品安全事件頻發(fā)對人們的身體健康造成影響，也使社會更廣泛地關(guān)注食品安全問題。加強(qiáng)食品檢測是保障食品安全的主要手段，隨著超聲波技術(shù)的出現(xiàn)，食品安全檢測工作有了新的思路。

1 開展食品檢測的意義

食品檢測是指食品在進(jìn)入市場售賣前對其進(jìn)行安全問題檢測，如食品是否變質(zhì)、添加物是否符合國家相關(guān)法律法規(guī)等，都屬于食品檢測工作的內(nèi)容。雖然我國目前針對食品安全已經(jīng)做出了重點(diǎn)整治，但當(dāng)下的食品安全問題仍舊非常突出，因此積極地應(yīng)用超聲波技術(shù)提高食品檢測效率是非常有必要的[1]。

2 超聲波檢測技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

超聲波是指振動頻率超過20 000 Hz的聲波。超聲波具有振動頻率高、速度快的特點(diǎn)，可在固體和液體中快速傳播，在食品檢測中有比較好的應(yīng)用。正是由于超聲波這些特征，檢測人員可利用該技術(shù)探查食品內(nèi)部的情況，在保障食品安全方面有著積極的作用。但超聲波在傳播過程中也會受到一些外界因素的影響，導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)偏差，因此在利用超聲波技術(shù)時(shí)，必須做好精細(xì)化管理，規(guī)避一系列可能產(chǎn)生影響的因素，以更好地發(fā)揮超聲波技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

2.1 無損檢測技術(shù)

傳統(tǒng)的食品檢測技術(shù)是在采樣后使用物理檢測技術(shù)或化學(xué)檢測技術(shù)對樣品中的成分進(jìn)行檢測，這種檢測方式比較復(fù)雜，等待時(shí)間較長，非常依賴高科技的檢測設(shè)備，檢測成本比較高，且無法對食品生產(chǎn)加工中的每個(gè)過程進(jìn)行有效地檢測，無法實(shí)現(xiàn)全過程檢測和無損檢測的目的。而超聲波檢測技術(shù)的應(yīng)用能實(shí)現(xiàn)對食品進(jìn)行無損檢測，但僅限于高濃度的食品和不透光材料，在其他類型的食品檢測上，其應(yīng)用效果還不夠好。超聲波檢測技術(shù)應(yīng)用主要是通過聲特性和產(chǎn)品特性實(shí)現(xiàn)，如可詳細(xì)地了解儲存在封閉環(huán)境內(nèi)的蔬菜水分含量、結(jié)構(gòu)變化等[2]。

2.2 超聲波提取

傳統(tǒng)食品檢測中需使用一些溶劑來提取樣品中的有效成分，這期間需不斷地?cái)嚢璐龠M(jìn)有效成分溶解，而超聲波技術(shù)的應(yīng)用能極大程度地簡化食品檢測流程，縮短有效成分的提取時(shí)間，即便是在低溫或高溫的環(huán)境中，依舊可快速地完成檢測，還可有效地避免溫度變化導(dǎo)致的食品變質(zhì)。目前我國超聲波檢測技術(shù)在蔗糖檢測、多糖成分檢測等方面有著非常廣泛的應(yīng)用。在對不同物質(zhì)特性的食品進(jìn)行檢測時(shí)，需要改變超聲波的震動頻率，針對非活性物質(zhì)，還需增加聲音功率；針對活性物質(zhì)，還需在特定的環(huán)境中，使用較低的聲音震動頻率，這樣不會導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)部性質(zhì)改變，使提取出來的物質(zhì)滿足活性要求。

2.3 結(jié)晶控制

①超聲波具有的高能特性會對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶核形成造成影響，這是因?yàn)槌暡ㄓ幸欢ǖ亩ㄏ蛐?yīng)，一些處于臨界核狀態(tài)的物質(zhì)在超聲波的影響下會加速核心形成。②超聲波還可控制物質(zhì)結(jié)晶的速度，讓結(jié)晶能勻速形成，避免早期形成的結(jié)晶出現(xiàn)污染。超聲波所具有的這一優(yōu)勢對于食品檢測來說意義巨大，其從根本上改變了食品的特性，在巧克力、冰激凌等食品檢測方面有非常好的應(yīng)用效果。③超聲波技術(shù)能保障速凍食品結(jié)晶過程的完整性。食品在凍結(jié)時(shí)，超聲波會對其凍結(jié)過程產(chǎn)生影響，可在促進(jìn)結(jié)晶的基礎(chǔ)上保障細(xì)胞組織的完整性，避免食品結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，不會對食品的質(zhì)量造成影響[3]。

2.4 超聲波干燥

以往檢測人員在對食品進(jìn)行干燥時(shí)采用的干燥技術(shù)主要是依靠高溫實(shí)現(xiàn)，但很多食品在高溫環(huán)境中容易出現(xiàn)變質(zhì)的問題。應(yīng)用超聲波技術(shù)所具備的干燥作用，能有效降低食品中的水分含量，且超聲波技術(shù)的干燥作用不會使食品本身的溫度變高，不會導(dǎo)致食品變質(zhì)。超聲波干燥常與熱風(fēng)干燥聯(lián)合使用，能迅速帶走食物內(nèi)部的水分，大大地提高了食品干燥的效率。例如，在55 ℃的環(huán)境中對胡蘿卜進(jìn)行干燥處理時(shí)，要求將胡蘿卜干燥到其本身重量的10%，利用傳統(tǒng)干燥技術(shù)需要2 h，而利用超聲波技術(shù)的干燥作用僅需50 min即可完成目標(biāo)。

2.5 滅菌作用

超聲波由于其特有的理化性質(zhì)以及空化作用，可對細(xì)胞的細(xì)胞壁以及細(xì)胞液產(chǎn)生影響，形成微射流以及局部高溫高壓，能夠起到很好的滅菌效果。此外，超聲波由于其高頻振動的特點(diǎn)，可快速殺死細(xì)菌，不需要額外使用化學(xué)殺菌劑，不會對人體健康造成影響。目前我國大多數(shù)食品生產(chǎn)加工企業(yè)在對食品進(jìn)行消毒滅菌時(shí)，使用特定的消毒液，即便是經(jīng)過反復(fù)清洗，仍舊不可避免地會有少量藥物殘留，對人體健康產(chǎn)生影響。而利用超聲波技術(shù)對食品進(jìn)行消毒殺菌，不僅可得到預(yù)期的滅菌效果，還不會給人體造成健康威脅。將超聲波技術(shù)與壓力技術(shù)、熱處理技術(shù)等結(jié)合起來使用，還可起到更好的滅菌效果。例如，熱超聲波是一種聯(lián)合超聲波技術(shù)與熱能而研發(fā)出的新技術(shù)，可有效殺滅多種細(xì)菌生物，如大腸桿菌、沙門氏菌等。

3 超聲波技術(shù)在食品檢測中的實(shí)際應(yīng)用

超聲波技術(shù)是一種先進(jìn)的技術(shù)，其在醫(yī)學(xué)、食品檢測、建筑結(jié)構(gòu)檢測等多個(gè)領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。在食品質(zhì)量檢測中，嚴(yán)格地按照使用程序?qū)ζ溥M(jìn)行合理的應(yīng)用，可充分地發(fā)揮出其具有的優(yōu)勢，并提升檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，切實(shí)保障人們的食品安全[4]。

3.1 在肉類食品檢測中的應(yīng)用

肉類富含豐富的蛋白質(zhì)，能滿足人體日常營養(yǎng)物質(zhì)的需求，相關(guān)部門要積極地引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)對肉類食品進(jìn)行更嚴(yán)格的檢測，以更大程度地提升肉類食品的質(zhì)量。鑒于超聲波獨(dú)有的物理特征，利用超聲波技術(shù)對肉類進(jìn)行檢測時(shí)，超聲波可穿過肉類，導(dǎo)致其中一些蛋白纖維遭到破壞，形成液體物質(zhì)，使肉質(zhì)纖維發(fā)生粘連，能有效地提升肉類的強(qiáng)度。目前，超聲波技術(shù)可精確地檢測出肥肉和瘦肉之間的結(jié)構(gòu)差異，判斷肉類的厚度，除了在豬肉檢測方面有廣泛的應(yīng)用外，近年來，越來越多的檢測人員也將超聲波技術(shù)應(yīng)用到了其他肉類食品的檢測中，且效果良好。

3.2 在充氣食品檢測中的應(yīng)用

在很多食品包裝中都采用充氣包裝，如市面上常見的薯片、餅干等，為了避免其在運(yùn)輸過程中受到擠壓，會在包裝中灌入大量氮?dú)?，而這些氮?dú)鈺Τ暡z測的準(zhǔn)確性造成影響。在對充氣食品進(jìn)行檢測時(shí)，如果出現(xiàn)操作失誤，讓空氣中的氣泡對超聲波的傳播造成干擾就會導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)誤差，因此在利用超聲波技術(shù)對充氣食品進(jìn)行質(zhì)量檢測時(shí)，一定要細(xì)致地對每一個(gè)操作步驟進(jìn)行規(guī)范化處理。

3.3 在乳制品檢測中的應(yīng)用

乳制品中含有的乳液狀粒子具有非常好的散光性質(zhì)，可使乳制品呈現(xiàn)出不透光、渾濁的狀態(tài)。例如，牛奶在正常狀態(tài)下是不透光的，且由于其粒子的分散體積比較大，檢測人員如果直接使用顯微鏡對牛奶進(jìn)行檢測，不能清晰地觀察到其分子粒子結(jié)構(gòu)的變化情況。此時(shí)，就需要借助超聲波技術(shù)快速地檢測出包裝內(nèi)牛奶的性質(zhì)結(jié)構(gòu)，判斷其是否出現(xiàn)質(zhì)量問題，極大程度地提升對乳制品質(zhì)量的檢測效率，實(shí)現(xiàn)對乳制品質(zhì)量安全控制監(jiān)督的目的。

3.4 在飲品檢測中的應(yīng)用

飲品多是由水和其他物質(zhì)混合而成，由于溶質(zhì)不同其物理性質(zhì)也不同，在發(fā)生混合時(shí)會產(chǎn)生新的物理性質(zhì)，如將兩種不同密度的液體進(jìn)行混合后，產(chǎn)生的新液體的密度必定會發(fā)生變化。超聲波在不同液體中的傳播速度不同，利用超聲波的此特性就可對不同的飲品進(jìn)行質(zhì)量檢測，判斷出不同飲品的種類[5]。

3.5 在果蔬食品中的應(yīng)用

蔬菜水果中含有大量水分，在正常環(huán)境中的儲存時(shí)間比較短，非常容易腐爛，可利用超聲波技術(shù)準(zhǔn)確掌握蔬菜水果的品質(zhì)。蔬菜水果內(nèi)部的細(xì)胞間存在空穴的結(jié)構(gòu)，超聲波會在空穴結(jié)構(gòu)中發(fā)生諧振效應(yīng)，對其進(jìn)行分析后就可判斷出蔬菜水果的成熟度。蔬菜水果在儲存的過程中其內(nèi)部的水分會發(fā)生變化，通過超聲波技術(shù)對其水分變化等情況進(jìn)行檢測，能準(zhǔn)確地掌握蔬菜水果是否有腐爛的情況。

4 超聲波技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用優(yōu)化策略

4.1 技術(shù)創(chuàng)新融合發(fā)展

要讓超聲波技術(shù)的優(yōu)勢在食品檢測中得到充分地發(fā)揮，必須積極地引入信息化技術(shù)，使其與檢測工作相融合，有利于促進(jìn)食品檢測流程的簡化。相關(guān)部門要結(jié)合實(shí)際工作情況對信息技術(shù)與超聲波技術(shù)進(jìn)行融合創(chuàng)新，且明確相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用范圍和標(biāo)準(zhǔn)，要求相關(guān)檢測人員嚴(yán)格地按照流程和要求開展檢測工作，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步優(yōu)化工作流程，促進(jìn)我國食品檢測工作能更好地發(fā)展。

4.2 健全食品檢測相關(guān)管理機(jī)制

相關(guān)部門必須通過健全食品檢測管理機(jī)制提高食品質(zhì)量檢測工作的水平。要對食品檢測人員進(jìn)行培訓(xùn)，提升其專業(yè)知識的掌握情況，提高其檢測能力，且培訓(xùn)其正確地使用超聲波技術(shù)開展食品檢測工作。檢測人員必須充分了解超聲波技術(shù)，同時(shí)掌握不同類型食品的性質(zhì)特點(diǎn)，合理應(yīng)用超聲波技術(shù)進(jìn)行檢測，才能達(dá)到更好的檢測效果。例如，在對蔬菜進(jìn)行質(zhì)量檢測時(shí)，需要結(jié)合蔬菜的采摘地點(diǎn)、時(shí)間等情況，對檢測過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)地記錄，以此來保證檢測過程的規(guī)范性。

4.3 完善相關(guān)法律法規(guī)

為了保障食品市場以及消費(fèi)者的安全，國家需完善相關(guān)法律法規(guī)，督促相關(guān)部門加強(qiáng)食品安全檢測的力度，且嚴(yán)格規(guī)范食品生產(chǎn)加工企業(yè)的各項(xiàng)工作，督促檢查人員依照法律法規(guī)開展檢測工作。對于發(fā)展落后、檢測水平較差的偏遠(yuǎn)地區(qū)，要專門為其設(shè)置相應(yīng)的食品質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)對這些地區(qū)食品質(zhì)量的檢測，防止質(zhì)量不合格的食品進(jìn)入市場。

5 結(jié)語

綜上所述，食品安全是一項(xiàng)民生問題，必須要受到社會的廣泛重視，但在食品種類以及進(jìn)口食品的數(shù)量越來越多的情況下，食品質(zhì)量問題也更加突出。為了減少食品質(zhì)量安全問題，需對其進(jìn)行質(zhì)量檢測，充分利用超聲波技術(shù)的優(yōu)勢，能促進(jìn)食品質(zhì)量檢測工作水平的提升，不僅可保障食品質(zhì)量，還可保障人們的飲食安全。

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