无损检测技术在食品品质检测中的应用研究

王艳晓+李峰

摘 要：随着生活水平的提高，人们对食品品质有了更高的要求，如何运用先进技术促进食品品质的提高，成了舆论界广泛关注的话题之一。文章以无损检测技术分析为着手点，并详细介绍了光学原理检测法、声学原理检测法、电学原理检测法、力学原理检测法以及生物传感器这五种常见的无损检测技术在食品品质检测中的应用，以供商榷。

关键词：无损检测技术；食品品质；检测；应用

食品工业作为一种以农业、林业、畜牧业、渔业等产品为主要原料，并通过提取、制造等手段对原料进行加工，使之成为人们所需要的食品或半成品的工业体系，是一种连续且有组织的经济活动，从某种程度上来说，食品工业是农业、林业、畜牧业和渔业的深化及发展。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。通常来说，食品品质主要包括三方面内容：首先，能体现物体外表特征的外表品质；其次，能体现物体基本物理性质的品质；最后，能体现物体内部特征的内部品质。在这三方面内容中，随着人们对食品品质要求的提高，内部品质日益引起人们的重视。此外，无损检测技术作为近年来得以推广使用的高科技技术之一，更是受到了国内外研究者的广泛关注。基于此，本文笔者将结合自己的工作实践，就无损检测技术在食品品质检测中的应用问题进行研究，以期为食品品质的提高提供理论支持。

1 无损检测技術分析

无损检测技术作为一种非破坏性检测，是指在不破坏待测物质原有状态以及化学性质的基础上，获得和待测物质品质相关的内容或成分等化学、物理信息而采用的检测方法。它是以材料科学、电子学、物理学、信息技术、断裂力学以及人工智能等学科为基础而发展起来的一门应用技术，在产品质量控制中已得到了众多专家学者和科技人员的认可。无损检测技术的检测过程主要包括采集数据和信号、处理数据、控制信号三大部分。其中，采集数据和信号在无损检测过程中既是重点，又是难点，采集的数据是否准确直接关系到结论是否正确，而运用哪种方法进行信号采集是难点；处理数据主要是指运用计算机等现代化设备，对数据进行分析处理；控制信号主要是为了把检测结果显示到显示器上，为下一道工序服务。在无损检测技术的推广过程中，因其具有成本低、耗时短等特点，现已在工业、医药等领域得到了广泛应用，其在食品品质检测中的应用主要包括光学原理检测法、声学原理检测法、电学原理检测法、力学原理检测法以及生物传感器等技术，从而准确识别待检食品的硬度、颜色、密度、气味等特征，进而判定它的主要成分、类别等特性。

2 无损检测技术在食品品质检测中的应用

2.1 应用光学原理的无损检测技术

紫外分光法、可见光法、近红外分光法、红外光分光法、光音响分光法是利用食品对光的吸收、反射、透射、扩散、衍射等特性，从而来判断食品内部品质的一种方法。应用光学原理的无损检测技术主要运用于果蔬、谷物等食品的成分分析以及物理学品质分析。果蔬、谷物等食品由于内部成分和外部特性的差异，在不同波长射线的照射下，会产生不同的吸收、反射、透射、扩散及衍射效果，部分光会从表面反射回来，部分光则会被食品内部的不同组织所吸收，而光的反射量和吸收量与待测食品的光学特性。因此，可以运用光电管等设备检测待测食品样品和标准食品样品的反射光和透过光，再输入内置 CPU，从而计算出光的反射率和透光率，最终达到检测食品品质的目的。

2.2 应用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。

2.3 应用电学原理的无损检测技术

电学原理的无损检测技术主要是指通过测量待测食品的电阻抗、电导率等特性而检测食品品质的一种方法。通常待测量的食品如果为固体时，需要将电极插入待测量食品中进行测量，具体方法为：将待测量食品直接放到实验台的平行电极板间，测定介电特性参数值，而介电特性参数值可以体现食品的实际品质情况，所以介电特性的无损检测技术能够使食品品质实现无损自动化评定，具有可行性。

2.4 应用力学原理的无损检测技术

振动激发法、敲打解析法、超音波测定法等是利用食品的力学特性，如：振动频率、粘弹性、硬度以及振动的吸收等，实现对食品品质进行检测的无损检测技术。一般来说，运用声波和振动不仅能够测出待测食品的品质指标，而且能测出待测食品的内部缺陷及组织结构。例如，在测定牛乳中的脂肪含量和大豆中的水分含量时运用超音波测定法，可以根据超声波在待测食品中所呈现的不同反射波而判定待测食品品质。此外，检查鸡、鸭、牛、羊等动物的肉质、脂肪层的厚度以及里脊肉断面等情况均可以采用这种方法。

2.5 生物传感器无损检测技术

生物传感器无损检测技术在食品品质检测中运用十分广泛，涉及到食品基本成分检测、添加剂检测、有害成分检测、有毒成分检测等各个方面，具有无需进行样品提前处理、不需大量试剂、可连续进行在线检测、灵敏度高、无污染等优势。该项技术横跨物理、化学、生物等多个领域，并将生物技术、纳米技术、材料技术以及微电子技术等进行有效融合而形成的一门研究与应用技术，处于科学技术发展的前沿。以食品添加剂为例，现在已经研制出了一些生物传感器可用于检测食品中的添加剂含量，众所周知，亚硫酸盐对人体有害，长期食用会引发哮喘，而专门用于检测亚硫酸盐生物传感器的研发成功，大大地缩减了检测食品中添加剂含量的时间。总之，生物传感器在食品品质检测中的应用不仅保证了食品品质，而且能促进生产效率的提高。

3 结束语

无损检测技术作为一种新兴技术，是评价产品品质的新方法，在食品品质检测中具有非破坏性、全面性、可靠性、全程性等显著特点，对提高食品品质具有积极的影响。因此，这就要求相关工作者在工作实践中，应当积极研究无损检测技术在食品品质检测中的应用问题，并加快光学原理检测法、声学原理检测法、电学原理检测法、力学原理检测法以及生物传感器等无损检测技术在食品品质检测中的应用进程，从而推动我国食品工业的可持续发展，为人们的高水平生活提供高品质的食品。

参考文献

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[4]刘鹏.无损检测技术在食品品质检测中的应用[J].现代食品，2016，09：43-44.

作者简介：王艳晓（1985-），女，汉族，河南平顶山人，硕士，河南质量工程职业学院助教，研究方向：化学教育，工业工程。

李峰（1985-），男，汉族，河南平顶山人，本科，河南质量工程职业学院助教，研究方向：药学。