無損檢測技術在食品品質檢測中的應用

錢海鋒

摘要：食品工業的主要原料是農產品，它是通過各種手段及技術將植物業，養殖業，采集業所得到的原料，加工成人們所需的產品。食品工業是農業生產的繼續，深化和發展。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。隨著人們對食品質量的要求越來越高，反映食品內部特征的內部品質指標也越來越受到人們的重視。無損檢測就是在不破壞待測物原來的狀態，化學性質等前提下，為了獲取與待測物的品質有關的內容，性質或成分等物理，化學情報所采用的檢查方法。

關鍵詞：無損檢測技術；食品品質檢測；應用

1、無損檢測技術在食品品質檢測中的應用

1.1光學原理檢測法

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食品對光的一些特性，例如吸收、反射、擴散等對食品內部品質進行判斷的一種方法。光學原理檢測法在對果蔬以及谷物等食品的成分、物理學品質進行分析時應用較多。果蔬、谷物這類食品因其內部成分以及外部特性具有一定差異性，若受到不同波長射線照射，其所產生的吸收、衍射、反射、擴散以及反射效果也會不同，有的光會由表面發射回來，有的卻會被食品內部一些組織吸收。所以，可以采取光電管等設備對待測食品樣品及標準食品樣品透過光和反射光來檢測，再將內置CPU輸入，從而得出光的透光率及反射率，實現對食品品質的檢測。

1.2力學特性的檢測方法

力學方法是利用食品與農產品的力學特性而進行檢測的方法.利用聲波和振動可以測出食品的品質指標以及檢測待測物內部的組織狀態。如利用聲波透射法測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定法，檢查家禽的肉質，脂肪層厚度，里脊肉斷面等。國外研究者研討了多種基于動力學原理的農產品硬度檢測方法，如機械沖擊產生的聲頻信號檢測，機械沖擊相應的頻率分析和水果沖擊力檢測。

1.3電磁學法

電磁法分為主動特性法和被動特性法兩種。主動特性法是利用待測物自身所具有的某種電磁特性（如生物電等）的測量方法；被動特性是將待測物置于電磁場內，利用其電磁影響后反過來對外部環境施加影響的特性測量方法，例如核磁共振（NMR）和電子共鳴（ESR）。NMR對于在液體中能溶解的物質，具有較高的靈敏度；對于固體和糊狀物在液態存在的情況下，也能獲得較高的靈敏度；ESR對于測定自由基和自由金屬離子較方便，適于測定油脂的自動氧化初期產生的含有過氧化物的反應中間物質。通過數據算法的開發，可以推測構成分子的原子空間配置。例如，在溶液狀態下可以實現對不結晶難以分析的蛋白質等結構的分析。ESR以具有游離基、金屬離子等奇數電子的物質為對象，隨著精度和靈敏度的不斷提高，應用范圍越來越廣。

1.4生物傳感器無損檢測技術

生物傳感器主要是結合分子識別元件特異性和待測物質，轉變兩者產生生化反應的信號，使其變為可處理的電、光等信號，利用信號放大裝置實現信號的輸出，以便對特定物質進行分析和檢測。信號敏感元件是生物傳感器的重要組成部分，具有生物活性，能特異識別分子。該技術憑借自身高度自動化、操作方便簡單、選擇性好、成本低、專一性強等優勢，在食品檢測的各領域有廣泛的運用，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。同時，該技術在食品中重金屬離子、蓖麻毒素、有機磷農藥、甜味素、肉毒毒素、亞硝酸鹽等方面的檢測應用也較為普遍。

1.5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、電磁學法應用案例分析--雞蛋變性過程監控

案例：核磁共振是一種無損、快速，并且可以從空間上直觀反映食品內部結構特性的方法。通過核磁共振成像原理對帶殼雞蛋在不同煮熟時間下，內部結構的變化進行了研究。實驗結果如圖1所示，白色部分代表水分含量相對較高，自由水相對比較多，有很強的弛豫信號；黑色部分代表水分含量相對較低，水分基本上被束縛，不能游離出來，弛豫信號很弱；中間的白點是雞蛋內部有一小白心，即蛋黃芯顏色由亮到暗，表示弛豫信號由強到弱。從蛋清的角度來看，信號從加熱1min開始逐漸變弱，直到大約6min信號又開始逐漸加強，還可以發現，蛋殼接觸的那部分蛋清更加明顯地反映了這一現象。蛋黃弛豫信號，從加熱1～10min的過程中逐漸加強，蛋黃在完全沒有被煮的時候，水分的含量是很低的，大約是蛋清的一半，在煮熟的過程中，水分不斷的從蛋清向內擴散，使得蛋黃的信號逐漸增強。從圖中可以看到，煮熟到8min已經完全成熟，繼續加熱進行煮熟基本上沒有變化。從煮熟時間5min的圖像上看，蛋黃左上方有弛豫信號較強的一部分，那是蛋清中的水分和蛋黃相混合造成的。整個過程中，蛋清和蛋黃接觸的部分弛豫信號比較強，并且有逐漸向內滲透和蛋黃內部水分逐漸釋放的趨勢。

3、結束語

無損檢測方法不破壞食品本身，而且可使產品的分級工作更科學、更準確、更便捷，完全適合食品加工高效率、大規模的要求。這對提高我國食品品質，增強參與國際競爭的能力，大大降低工人的勞動強度具有重要的理論意義和實際意義，并能創造巨大的經濟效益和社會效益。因此，我們要特別重視高新技術的新成果向食品生產加工應用領域轉移的研究工作，尤其是要加強工業無損檢測技術在食品加工中的應用研究，推動食品加工業快速發展。

參考文獻：

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（作者單位：浙江華才檢測技術有限公司）