无损检测技术在食品品质检测中的应用

钱海锋

摘要：食品工业的主要原料是农产品，它是通过各种手段及技术将植物业，养殖业，采集业所得到的原料，加工成人们所需的产品。食品工业是农业生产的继续，深化和发展。而品质则是一个衡量某一物体是否具有某种性质的模糊概念。随着人们对食品质量的要求越来越高，反映食品内部特征的内部品质指标也越来越受到人们的重视。无损检测就是在不破坏待测物原来的状态，化学性质等前提下，为了获取与待测物的品质有关的内容，性质或成分等物理，化学情报所采用的检查方法。

关键词：无损检测技术；食品品质检测；应用

1、无损检测技术在食品品质检测中的应用

1.1光学原理检测法

光音响分光法、紫外分光法、红外光分光法、可见光法以及近红外分光法是通过食品对光的一些特性，例如吸收、反射、扩散等对食品内部品质进行判断的一种方法。光学原理检测法在对果蔬以及谷物等食品的成分、物理学品质进行分析时应用较多。果蔬、谷物这类食品因其内部成分以及外部特性具有一定差异性，若受到不同波长射线照射，其所产生的吸收、衍射、反射、扩散以及反射效果也会不同，有的光会由表面发射回来，有的却会被食品内部一些组织吸收。所以，可以采取光电管等设备对待测食品样品及标准食品样品透过光和反射光来检测，再将内置CPU输入，从而得出光的透光率及反射率，实现对食品品质的检测。

1.2力学特性的检测方法

力学方法是利用食品与农产品的力学特性而进行检测的方法.利用声波和振动可以测出食品的品质指标以及检测待测物内部的组织状态。如利用声波透射法测定牛乳中脂肪的含量及大豆的水分：用超声波在物体中密度有差异处的反射波测定法，检查家禽的肉质，脂肪层厚度，里脊肉断面等。国外研究者研讨了多种基于动力学原理的农产品硬度检测方法，如机械冲击产生的声频信号检测，机械冲击相应的频率分析和水果冲击力检测。

1.3电磁学法

电磁法分为主动特性法和被动特性法两种。主动特性法是利用待测物自身所具有的某种电磁特性（如生物电等）的测量方法；被动特性是将待测物置于电磁场内，利用其电磁影响后反过来对外部环境施加影响的特性测量方法，例如核磁共振（NMR）和电子共鸣（ESR）。NMR对于在液体中能溶解的物质，具有较高的灵敏度；对于固体和糊状物在液态存在的情况下，也能获得较高的灵敏度；ESR对于测定自由基和自由金属离子较方便，适于测定油脂的自動氧化初期产生的含有过氧化物的反应中间物质。通过数据算法的开发，可以推测构成分子的原子空间配置。例如，在溶液状态下可以实现对不结晶难以分析的蛋白质等结构的分析。ESR以具有游离基、金属离子等奇数电子的物质为对象，随着精度和灵敏度的不断提高，应用范围越来越广。

1.4生物传感器无损检测技术

生物传感器主要是结合分子识别元件特异性和待测物质，转变两者产生生化反应的信号，使其变为可处理的电、光等信号，利用信号放大装置实现信号的输出，以便对特定物质进行分析和检测。信号敏感元件是生物传感器的重要组成部分，具有生物活性，能特异识别分子。该技术凭借自身高度自动化、操作方便简单、选择性好、成本低、专一性强等优势，在食品检测的各领域有广泛的运用，如食品毒素分析、食品成分分析、食品添加剂、食品鲜度等方面的检测。同时，该技术在食品中重金属离子、蓖麻毒素、有机磷农药、甜味素、肉毒毒素、亚硝酸盐等方面的检测应用也较为普遍。

1.5声学原理的无损检测技术

待测食品样品在不同声波的作用下会呈现出不同的反射特性、透射特性、吸收特性和散射特性，而声波的传播速度和待测食品样品自身的声阻抗和固有频率能够体现声波和待测食品样品间相互作用的规律，从而可以根据这些参数的变化来判定待测食品样品的组成部分及特性。以西瓜为例，当西瓜受到相同的打击时，成熟度不同便会呈现出不同的声波，一般适熟的西瓜的打击音波呈现出规则衰减波形，而过熟的西瓜的打击音波呈现出不规则波形，通过打击音波波形的不同便可测出西瓜的成熟度。

2、电磁学法应用案例分析--鸡蛋变性过程监控

案例：核磁共振是一种无损、快速，并且可以从空间上直观反映食品内部结构特性的方法。通过核磁共振成像原理对带壳鸡蛋在不同煮熟时间下，内部结构的变化进行了研究。实验结果如图1所示，白色部分代表水分含量相对较高，自由水相对比较多，有很强的弛豫信号；黑色部分代表水分含量相对较低，水分基本上被束缚，不能游离出来，弛豫信号很弱；中间的白点是鸡蛋内部有一小白心，即蛋黄芯颜色由亮到暗，表示弛豫信号由强到弱。从蛋清的角度来看，信号从加热1min开始逐渐变弱，直到大约6min信号又开始逐渐加强，还可以发现，蛋壳接触的那部分蛋清更加明显地反映了这一现象。蛋黄弛豫信号，从加热1～10min的过程中逐渐加强，蛋黄在完全没有被煮的时候，水分的含量是很低的，大约是蛋清的一半，在煮熟的过程中，水分不断的从蛋清向内扩散，使得蛋黄的信号逐渐增强。从图中可以看到，煮熟到8min已经完全成熟，继续加热进行煮熟基本上没有变化。从煮熟时间5min的图像上看，蛋黄左上方有弛豫信号较强的一部分，那是蛋清中的水分和蛋黄相混合造成的。整个过程中，蛋清和蛋黄接触的部分弛豫信号比较强，并且有逐渐向内渗透和蛋黄内部水分逐渐释放的趋势。

3、结束语

无损检测方法不破坏食品本身，而且可使产品的分级工作更科学、更准确、更便捷，完全适合食品加工高效率、大规模的要求。这对提高我国食品品质，增强参与国际竞争的能力，大大降低工人的劳动强度具有重要的理论意义和实际意义，并能创造巨大的经济效益和社会效益。因此，我们要特别重视高新技术的新成果向食品生产加工应用领域转移的研究工作，尤其是要加强工业无损检测技术在食品加工中的应用研究，推动食品加工业快速发展。

参考文献：

[1]肉类品质无损检测技术的应用及研究现状[J].刘洋.农产品加工.2018（04）.

[2]无损检测技术在农产品品质检测中的运用分析[J].阿衣尼沙汗·达吾提.食品安全导刊.2016（12）.

[3]农产品无损检测方法应用现状[J].罗印斌，蔡艳丽，兰菡，崔东琦，赫珊，王燕霞，刘洋.食品工业科技.2018（15）.

（作者单位：浙江华才检测技术有限公司）