無損檢測技術在食品品質檢測中的應用研究

王艷曉+李峰

摘 要：隨著生活水平的提高，人們對食品品質有了更高的要求，如何運用先進技術促進食品品質的提高，成了輿論界廣泛關注的話題之一。文章以無損檢測技術分析為著手點，并詳細介紹了光學原理檢測法、聲學原理檢測法、電學原理檢測法、力學原理檢測法以及生物傳感器這五種常見的無損檢測技術在食品品質檢測中的應用，以供商榷。

關鍵詞：無損檢測技術；食品品質；檢測；應用

食品工業作為一種以農業、林業、畜牧業、漁業等產品為主要原料，并通過提取、制造等手段對原料進行加工，使之成為人們所需要的食品或半成品的工業體系，是一種連續且有組織的經濟活動，從某種程度上來說，食品工業是農業、林業、畜牧業和漁業的深化及發展。而品質則是一個衡量某一物體是否具有某種性質的模糊概念。通常來說，食品品質主要包括三方面內容：首先，能體現物體外表特征的外表品質；其次，能體現物體基本物理性質的品質；最后，能體現物體內部特征的內部品質。在這三方面內容中，隨著人們對食品品質要求的提高，內部品質日益引起人們的重視。此外，無損檢測技術作為近年來得以推廣使用的高科技技術之一，更是受到了國內外研究者的廣泛關注。基于此，本文筆者將結合自己的工作實踐，就無損檢測技術在食品品質檢測中的應用問題進行研究，以期為食品品質的提高提供理論支持。

1 無損檢測技術分析

無損檢測技術作為一種非破壞性檢測，是指在不破壞待測物質原有狀態以及化學性質的基礎上，獲得和待測物質品質相關的內容或成分等化學、物理信息而采用的檢測方法。它是以材料科學、電子學、物理學、信息技術、斷裂力學以及人工智能等學科為基礎而發展起來的一門應用技術，在產品質量控制中已得到了眾多專家學者和科技人員的認可。無損檢測技術的檢測過程主要包括采集數據和信號、處理數據、控制信號三大部分。其中，采集數據和信號在無損檢測過程中既是重點，又是難點，采集的數據是否準確直接關系到結論是否正確，而運用哪種方法進行信號采集是難點；處理數據主要是指運用計算機等現代化設備，對數據進行分析處理；控制信號主要是為了把檢測結果顯示到顯示器上，為下一道工序服務。在無損檢測技術的推廣過程中，因其具有成本低、耗時短等特點，現已在工業、醫藥等領域得到了廣泛應用，其在食品品質檢測中的應用主要包括光學原理檢測法、聲學原理檢測法、電學原理檢測法、力學原理檢測法以及生物傳感器等技術，從而準確識別待檢食品的硬度、顏色、密度、氣味等特征，進而判定它的主要成分、類別等特性。

2 無損檢測技術在食品品質檢測中的應用

2.1 應用光學原理的無損檢測技術

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、擴散、衍射等特性，從而來判斷食品內部品質的一種方法。應用光學原理的無損檢測技術主要運用于果蔬、谷物等食品的成分分析以及物理學品質分析。果蔬、谷物等食品由于內部成分和外部特性的差異，在不同波長射線的照射下，會產生不同的吸收、反射、透射、擴散及衍射效果，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特性。因此，可以運用光電管等設備檢測待測食品樣品和標準食品樣品的反射光和透過光，再輸入內置 CPU，從而計算出光的反射率和透光率，最終達到檢測食品品質的目的。

2.2 應用聲學原理的無損檢測技術

待測食品樣品在不同聲波的作用下會呈現出不同的反射特性、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聲波和待測食品樣品間相互作用的規律，從而可以根據這些參數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，當西瓜受到相同的打擊時，成熟度不同便會呈現出不同的聲波，一般適熟的西瓜的打擊音波呈現出規則衰減波形，而過熟的西瓜的打擊音波呈現出不規則波形，通過打擊音波波形的不同便可測出西瓜的成熟度。

2.3 應用電學原理的無損檢測技術

電學原理的無損檢測技術主要是指通過測量待測食品的電阻抗、電導率等特性而檢測食品品質的一種方法。通常待測量的食品如果為固體時，需要將電極插入待測量食品中進行測量，具體方法為：將待測量食品直接放到實驗臺的平行電極板間，測定介電特性參數值，而介電特性參數值可以體現食品的實際品質情況，所以介電特性的無損檢測技術能夠使食品品質實現無損自動化評定，具有可行性。

2.4 應用力學原理的無損檢測技術

振動激發法、敲打解析法、超音波測定法等是利用食品的力學特性，如：振動頻率、粘彈性、硬度以及振動的吸收等，實現對食品品質進行檢測的無損檢測技術。一般來說，運用聲波和振動不僅能夠測出待測食品的品質指標，而且能測出待測食品的內部缺陷及組織結構。例如，在測定牛乳中的脂肪含量和大豆中的水分含量時運用超音波測定法，可以根據超聲波在待測食品中所呈現的不同反射波而判定待測食品品質。此外，檢查雞、鴨、牛、羊等動物的肉質、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

生物傳感器無損檢測技術在食品品質檢測中運用十分廣泛，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方面，具有無需進行樣品提前處理、不需大量試劑、可連續進行在線檢測、靈敏度高、無污染等優勢。該項技術橫跨物理、化學、生物等多個領域，并將生物技術、納米技術、材料技術以及微電子技術等進行有效融合而形成的一門研究與應用技術，處于科學技術發展的前沿。以食品添加劑為例，現在已經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，長期食用會引發哮喘，而專門用于檢測亞硫酸鹽生物傳感器的研發成功，大大地縮減了檢測食品中添加劑含量的時間。總之，生物傳感器在食品品質檢測中的應用不僅保證了食品品質，而且能促進生產效率的提高。

3 結束語

無損檢測技術作為一種新興技術，是評價產品品質的新方法，在食品品質檢測中具有非破壞性、全面性、可靠性、全程性等顯著特點，對提高食品品質具有積極的影響。因此，這就要求相關工作者在工作實踐中，應當積極研究無損檢測技術在食品品質檢測中的應用問題，并加快光學原理檢測法、聲學原理檢測法、電學原理檢測法、力學原理檢測法以及生物傳感器等無損檢測技術在食品品質檢測中的應用進程，從而推動我國食品工業的可持續發展，為人們的高水平生活提供高品質的食品。

參考文獻

[1]卜凡艷，韓劍眾.無損檢測技術在食品品質檢測中的應用[J].食品工業科技，2007，28（07）：221-224.

[2]韓東海.無損檢測技術在食品質量安全檢測中的典型應用[J].食品安全質量檢測學報，2012，03（05）：400-413.

[3]李敏，李憲華，奚星林，等.無損檢測技術在食品分析中的應用[J].檢驗檢疫科學，2008，18（06）：60-62.

[4]劉鵬.無損檢測技術在食品品質檢測中的應用[J].現代食品，2016，09：43-44.

作者簡介：王艷曉（1985-），女，漢族，河南平頂山人，碩士，河南質量工程職業學院助教，研究方向：化學教育，工業工程。

李峰（1985-），男，漢族，河南平頂山人，本科，河南質量工程職業學院助教，研究方向：藥學。