超声波技术在食品检测中的应用

余健霞，侯鹏飞

（漯河职业技术学院 河南漯河 462002）

当前，随着人民生活水平的不断提高，人们越来越关注食物的种类，包括食物的创新与质量，在此影响下，食品行业应积极做出响应，以满足人们对现代食品的需求。在目前各产业结构升级的影响下，建设节约型社会也有着相应需求，越来越多的现代高新技术被引入食品加工领域。而超声波技术由于使用成本低、方便、高效和易于操作等优点，已经受到食品检验行业的极大欢迎。

1 超声波技术的作用

超声波是一种机械波，这种机械波的频率非常广泛，实际应用的范围较广，通过对超声波技术分析可以得知，超声波技术主要是声波传播下的一种产物，在实际应用期间遵循基本规律特征能够形成一种机械振动，这种机械振动的模式可以引起超声与介质之间存在的一种相互作用，并产生热现象[1]。同时，超声波在实际应用中也会产生较多的效应，如机械效应、热效应、光学效应和化学效应等，而其作用种类以及作用的强度与超声作用参数和对象密切相关。

2 超声波技术在食品检测中的内涵与原理

2.1 超声波技术在食品检测中的内涵

通过超声波与待检测物质之间相互作用，可以了解待检测物质固有的化学和物理性质。超声波技术在食品检测期间产生的声波与普通声波是相同的，通常使用表面波、压缩波或剪切波这3种方法实现介质传输[2]。

2.2 超声波技术在食品检测中的应用原理

超声波具有设备简单、方便高效、易于操作的优点，在食品检验领域具有优异效果。目前而言，超声波技术的应用主要基于介质方式，以探测声波振幅的衰减和声速变化，这项技术经常频率小于100 kHz，能量通常高达10 kW/m-2，但其操作复杂，对操作人员的技术要求和仪器使用要求相对较高，因此，应加强操作人员的技术能力[3]。同时，超声波技术在食品检测中并不会引起化学或物理作用，且实际操作技术具有简单方便的特点，因此，可以广泛用于食品检测当中。

3 超声波技术在食品检测中的应用价值

食品安全与人们健康息息相关，直接关系到人们的生活质量和生活幸福，因此，必须予以关注。目前而言，食品安全质量检测是确保食品安全的重要内容，而超声波技术在食品检测中属于最有效、最便捷的方法，在检测食品安全的众多技术中，超声波技术具有成本低廉、简单方便等优势。随着人们生活水平的不断提高，人们在饮食方面已经不再局限于以饱腹，目前人们更多地追求食品的色彩和香气，希望得到更好的饮食，在超声波技术逐渐发展下，由于其操作简单方便，因此，在食品检测领域中已经得到广泛关注。食品工业是我国现代经济体系中不可或缺的重要组成部分，其健康发展影响了整个经济稳定发展，但近年来，食品安全事故频繁发生，受到人们的广泛关注，必须采用超声波检测试技术对食品质量进行控制，才可以进一步确保食品安全。

4 超声波技术在食品检测中的具体应用

4.1 超声波检测技术的类型

4.1.1 无损检测技术

无损检测技术是超声波技术中最常用的技术类型，主要是指使用脉冲技术消除食物中的化学药品残留，并保证在检测期间不会破坏食物本身。但是进行无损检测时应注意：①无损检测技术所应用的测试材料不能是透明的，应该采用不透明的食品进行测试，这样才可以提升效果，无损检测主要应用的食品类型为番茄酱等高浓度、低透明度产品。②无损检测技术应用期间需注意，应基于食品的检验特性进行分析，主要分析的是食品材料与结构等内容，然后根据分析结果选择合适的超声波技术。

4.1.2 超声波提取技术

超声波提取技术可以在50～120 ℃完成食品检查任务，食品在高温或低温影响下，可能会出现一定程度的劣化，严重影响食品本身的性质，因此，通过超声波技术的使用可以检测出食品中存在的风味剂、生物酶等活性物质，借由检测技术以确保以上物质均处于最佳储存状态，通过将食物构成物质全部检测出来，可以提高超声波技术的应用质量，目前，这项技术已成熟地应用于生物酶中[4]。

4.1.3 结晶控制技术

结晶控制技术主要利用超声波的良好定向效果，有效控制食物内部的结晶速度，以确保食物内部的晶体不被外部污染，同时，结晶控制技术在实际应用中，可以用于各种冷冻食品，包括冰淇淋、巧克力、冷冻肉、海鲜及其他食品产品的生产和储存。

4.2 超声波检测技术在具体食品中的应用

4.2.1 在肉禽制品的应用

随着超声波技术应用的逐渐深入，应加强人们日常所需肉类食品的检测，因为肉类食品与普通食品不同，肉类食品放置时间越长就会导致其中病毒越多，一旦被人们食用就会导致人们身体受到威胁，所以，应通过超声波技术加强对肉类食品的研究。目前，我国午餐肉中的脂肪含量试验主要用酸水解检测方法，酸水解检测方法与超声提取法相比非常复杂，在操作过程中需对肉类进行加热，而超声波技术则可以检测出精制肉和肥肉之间的差异，因此，通过超声波技术可以区分肉类的质量，有效保证人们食用肉类食品的价值。近年来，随着人们对肉禽制品的研究逐渐深入，研究人员还提出将超声波检测技术用于成品鱼和鸡肉的检测，主要检测的内容是固体脂肪含量[5]。

4.2.2 在充气类食品应用

充气类食品中所存在的空气气泡会对超声波检测结果产生很大影响。一般来说，超声波技术在充气类食品中的应用十分广泛，市面上所拥有的充气类食品主要包括：冰淇淋、水果、啤酒、饼干、面包和黄油等，这些食品的包装形式都是以充气为主，每个包装袋均灌有较多空气[6]。但是，这种充气包装的形式在食品检测期间会直接影响测试的效果，分析其原因，主要是因为食品袋内的空气会影响超声波频率，从而导致超声波结构发生重大变化。

4.2.3 在乳状液体的应用

乳状液体是不透明的食物，例如牛奶等食品，多数乳状液体借助光学仪器检测期间很难观察到颗粒的状况，因此，如果用超声波技术来检测层状颗粒是否结块的情况，就很难下结论，因为在这种情况下很难检测到乳状液体具体情况，但可以通过超声波Wave技术快速有效地解决此类问题。一旦乳状液体出现结块的情况就会影响人们食用的心理情绪，这种现象通常被消费者视为产品质量问题，所以生产者为了避免乳状液体出现结块的情况，总是试图通过检测的方式分析结块的原因，并针对引起乳状液体结块的原因提出相应解决方案。超声波技术在乳状液体检测中可以有效提高样品扫描效率和速度，这种技术应用操作比较简单、快捷，并不会影响食物本身。

4.2.4 在乳制食品中应用

乳制食品是人们生活中常见的食品种类之一，常见的乳制食品为奶酪，也是大多数人喜欢的食物，可以为人们提供基本的营养。目前，由于我国上市食物上有很多种类型，因此，为了确保食物的安全性，相关技术人员有必要通过超声波技术加强对乳制食品的研究，奶酪主要由牛奶及其他物质所构成，具有丰富的奶味，一旦乳制食品开封时间过长就会出现变硬的情况，影响食物本身的味道。

4.2.5 在饮料与酒的应用

超声波技术用于食品性能的检测和改进方面非常有效，超声波技术的应用成本低廉，且整体检测的速度极快，检测结果也较为准确。随着我国现代食品种类的不断增加，人们所食用的食品越来越多样化，因此为了确保食品的安全性，可以使用超声波技术检测各种类型食物。通常情况下，饮料或酒精的主要成分是液体，在超声波技术检测期间发现虽然其液体成分主要是以水的形式而存在，但所产生的溶质却有着不同特性，这些不同特性对饮料与酒精的物理性质有很大的影响，因此，通过对不同的饮料和酒精测试后可以发现，其测试结果会有很大的不同，超声波技术在频率选择中应根据实际情况进行选择[7]。

5 结语

超声波技术由于自身具备低成本、方便高效、操作简便等许多优点已广泛应用于食品领域中，被用于各种物质的检测。而随着超声波技术的不断发展，在食品领域应用中能够起到较佳的效果，因此，本文将超声波技术应用于食品检验领域中，旨在分析不同食品蕴含的不同性质，在对不同食品检测期间可以应用不同的检测技术，目前来说，超声波技术主要包括无损检测技术、超声提取技术和超声结晶控制技术，以上所有技术类型均可以准确检测出食品的构成。将超声波技术应用于食品检验领域中，能够最大程度实现对食品安全的保护，同时促进食品生产行业健康稳定发展。