隨著我國食品工業(yè)的不斷發(fā)展,一些食品工業(yè)公司為了滿足市場需求,把主要的精力都投入到了新產(chǎn)品研發(fā)、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面。中國作為一個傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國,民以食為天的理念,早已深入我國老百姓的心中,食品安全對于我國人民群眾的生活來說是非常重要的。但就當今的食品行業(yè)發(fā)展來看,已經(jīng)出現(xiàn)了多起和食品安全有關(guān)的事件,這使得食品安全受到了整個社會的關(guān)注,人們對于食品質(zhì)量安全、生產(chǎn)安全的要求越來越高。隨著我國工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,超聲波食品檢測技術(shù)出現(xiàn)了,該項技術(shù)的出現(xiàn)對我國的食品安全檢測有著非常重要的作用,可以有效地保證我國的食品安全。著重探討了超聲波技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用。

1 超聲波檢測技術(shù)的基本概念

超聲波指的就是其振動頻率在20kHz以上的聲波,由于其頻率很高,所以其傳播性極佳,并且在固體與液體中傳播時損耗較小。因此超聲波技術(shù)在食品檢測領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在食品安全檢測中,可以利用超聲波獨有的特性,幫助檢測人員對食品的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量進行檢測,其會提高被檢測物的效率。但是由于超聲波在傳播過程中極易受到影響,一點小小的偏差就會造成巨大的差異,所以在檢測過程中一定要對每一個環(huán)節(jié)都要做到精細化管理,讓超聲波檢測技術(shù)能夠更好地發(fā)揮出應(yīng)有的效果。

2 無損檢測技術(shù)

傳統(tǒng)的食品檢測就是待樣品采集工作完成以后,通過不同的物理方法或化學方法對食品樣品進行處理和檢測,這樣的檢測方式過程比較煩瑣,數(shù)據(jù)獲得時間較為漫長,并且檢測設(shè)備的檢測成本較高,就導(dǎo)致了食品在生產(chǎn)過程中無法做到每個環(huán)節(jié)的有效監(jiān)督和檢測,這樣就不能夠完成對食品的全過程檢測和無損檢測。但是當超聲波技術(shù)利用到食品檢測中之后,可以依靠其獨特的化學特性和物理特性迅速對食品進行無損檢測。但是超聲波檢測技術(shù)依然有難以彌補的缺陷,雖然能夠快速地對食品進行檢測,但是其食品的主要針對對象是高濃度食品、不透光材料,對其他的食品檢測依然有著一定程度的檢測誤差。超聲波檢測技術(shù)的優(yōu)點就在于:它是非破壞性的、非介入性的、快速性的、及時性、適用性廣。要注意的是,超聲波檢測技術(shù)應(yīng)用有兩個關(guān)鍵;

1)聲特性,主要包括聲音速度、傳播衰減系數(shù)、聲音阻抗等。

2)產(chǎn)品特性,主要包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、使用成分、相變系數(shù)等。舉例來說,有的研究人員想要了解處于封閉環(huán)境內(nèi)儲藏蔬菜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況:水分散失情況、糖分積累情況、食品結(jié)構(gòu)變化等,如果借助超聲波的無損檢測技術(shù)就能夠觀察到密閉空間中蔬菜食品的變化過程,預(yù)測其水分糖分的占比變化,對食品蔬菜的熟度進行時間預(yù)估。

3 超聲波提取

在傳統(tǒng)的食品檢測技術(shù)中,需要對食品樣品的相關(guān)溶劑進行提取,并且要通過伴隨攪動等形式才能夠?qū)⒂行У某煞秩芙獬鰜?。?u>超聲波檢測技術(shù)應(yīng)用到食品檢測過程中,就能夠減少食品檢測的繁雜工序和步驟,在檢測過程中就能夠極大地縮短相應(yīng)溶劑的提取時間,最關(guān)鍵的是超聲波檢測技術(shù)在低溫的環(huán)境下,依然能夠高效率地完成提取和檢測工作,還能夠在一定程度上避免相關(guān)的食品結(jié)構(gòu)物質(zhì)變性。同樣在高溫環(huán)境下依然可以使用超聲波檢測技術(shù),及時提取相關(guān)食品的結(jié)構(gòu)特性,檢測其變化情況和安全狀況,大改善了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)質(zhì)量。從當前的超聲波檢測技術(shù)發(fā)展來看,在食品檢測中已經(jīng)有了非常廣泛的應(yīng)用,體現(xiàn)在:蔗糖檢測、生物堿性檢測、多糖成分的提取檢測等。

值得關(guān)注的是,借助超聲波的技術(shù)能夠強化提取,針對不同物質(zhì)特性的食品材料,就要使用不同震動頻率的超聲波。而且在進行非活性物質(zhì),MBAs)(能力驗證樣品)">活性物質(zhì)的提取時,還要適時增加聲音功率,以保證非活性物質(zhì)的提取質(zhì)量。當對活性物質(zhì)進行提取時,一定要創(chuàng)造溫和的提取條件,聲音的振幅頻率不宜過高,不得引起細胞內(nèi)部環(huán)流,使細胞的通透性和滲透壓改變,從而使得提取的物質(zhì)不能達到相關(guān)的活性要求,即標志著提取失敗。所以在提取過程中,要對相關(guān)細胞進行活性溫和提取,利用細胞的物理化學特性,提取到相應(yīng)的活性物質(zhì)酶等,進行食品產(chǎn)品的質(zhì)量檢測。

4 結(jié)晶控制

超聲波能夠在一定程度上幫助相關(guān)的物質(zhì)輔助形成結(jié)晶。

1)超聲波的高能特性會影響到物質(zhì)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶核形成,因為超聲波具有極好的定向效應(yīng),從而能夠強化加強波能動,特別是一些物質(zhì)處于臨界核狀態(tài),超聲波就能夠加速其核心的形成。

2)利用超聲波手段可以在一定程度上控制物質(zhì)結(jié)晶的生長速度,這樣的方式可以使結(jié)晶的形成過程處于均勻狀態(tài),避免已經(jīng)成長出來的結(jié)晶受到污染。這樣的方式對于食品檢測有著非常重要的意義,商業(yè)價值是非常高的。從當前的食品行業(yè)檢測技術(shù)發(fā)展形勢來看,強化結(jié)晶的過程對于食品檢測有著非常重要的作用和效果,這從根本上改變了食品的特性,是一種非常有效的食品檢測技術(shù),對于膳食脂肪檢測、巧克力檢測,以及冰激凌檢測等特性檢測都具有非常好的效果。最后,超聲波技術(shù)的檢測還有一項非常關(guān)鍵的作用,那就是可以確保速凍食品中冰晶的形成過程是完整的,因為在凍結(jié)的過程中超聲波的物理特性和化學效應(yīng)會影響到速凍食品的結(jié)冰過程,在保障冰晶形成的情況下,還能夠保持障礙細胞的組織完整不出現(xiàn)破裂,防止組織結(jié)構(gòu)出現(xiàn)凍傷或者是損壞造成食品質(zhì)量下降。

5滅菌作用

超聲波具有非常好的物理特性和化學特性,而且有著非常好的空化作用,其空化作用主要體現(xiàn)在對細胞壁和細胞液的作用之上,它能非均相見的形成微射流,并且還能夠在局部形成高溫和高壓,以達到殺菌和滅菌的作用。與此同時,超聲波高頻率的震動特點有著非常好的殺菌作用。它的作用主要體現(xiàn)在快速殺菌,沒有外來的化學物理添加物,不會對人體造成傷害。當前的食品安全消毒過程中,使用消毒液進行消毒的時候難免會發(fā)生殘留,一定程度上會影響人體健康,而通過超聲波進行殺菌的話,會產(chǎn)生超強的滅菌效果,且不會對人體產(chǎn)生任何影響。

從當前的現(xiàn)狀發(fā)展分析,把超聲波技術(shù)和壓力技術(shù)以及熱處理技術(shù)聯(lián)合使用,就會體現(xiàn)出更好的殺菌滅菌作用。比如可以運用熱超聲波,主要的就是將熱能和超聲波進行搭配來殺菌。不同的生物類型,超聲波又會體現(xiàn)出來不同的滅菌效果,不同的細菌種群有著極大的滅菌差異。當前超聲波技術(shù)應(yīng)用到滅菌研究方向的就有以下幾種細菌群體:大腸桿菌、李斯特單胞菌、酵母、沙門菌等細菌群體,超聲波技術(shù)不僅僅能夠?qū)毦鸬綒缧Ч?對其他單核細胞微生物也能夠起到殺菌滅菌作用。

6 超聲波檢測技術(shù)在食品中的具體應(yīng)用

6.1 在肉制品中的應(yīng)用

肉類產(chǎn)品一直是我國百姓餐桌上的重要食品,對于其安全性的檢測重要地位可見一斑。當前運用超聲波檢測技術(shù)對肉類食品的檢測還處于一個探究階段,一旦將探究階段內(nèi)的難題攻克,即可以大大提高肉類食品的保鮮質(zhì)量,開創(chuàng)新的保鮮技術(shù)。由于超聲波的物理特性,當超聲波穿過肉的時候,肉中的一些機原蛋白纖維會被破壞,從而會釋放出一些液體,肉的肉質(zhì)纖維之間會相互粘貼,從而改變?nèi)忸愂称返漠a(chǎn)品強度。超聲波當前能夠檢測出精瘦肉和肥肉的區(qū)別,并且在應(yīng)用過程中得到了非常好的發(fā)展,取得了非常良好的成果,可以檢測到瘦肉和肥肉的厚度。近代以來,研究人員還把檢測范圍擴大到對魚類、家禽類動物肉類產(chǎn)品的固脂含量檢測上。

6.2 充氣食品檢測

對于充氣類食品的檢測,如果操作不當?shù)脑捒諝庵幸恍馀輹绊懙匠暡ǖ膫鞑?一旦出現(xiàn)傳播偏差則檢測結(jié)果也會出現(xiàn)偏差,所以必須對食品檢測的每一個過程都要做到細節(jié)化管理。當前的充氣食品檢測的應(yīng)用范圍比較廣泛:冰激凌檢測、水果酒檢測、面包吐司檢測。當然在沖氮食品包裝檢測中也廣泛應(yīng)用,但是由于食品包裝袋中充滿著氮氣,所以超聲波檢測的精確性會受到一定的影響,因為氮氣的物理特性會對超聲波的傳播造成一定的誤差影響。

6.3 飲品檢測(酒精)

作為飲品其主要是液體形式,大多的基本溶劑都是水,但是由于溶質(zhì)不同會對液體混合物的物理特性造成很大的影響。其中由于各種液體之間密度不同,融合的時候就會產(chǎn)生出新密度形式的液體,而液體密度的變化,就意味著超聲波在空氣中傳播和液體中傳播的速度會產(chǎn)生偏差,從而使得檢測結(jié)果發(fā)生變化。在飲品檢測過程中,都可以利用這種檢測結(jié)果的變化,區(qū)別出不同液體的特征和種類,通過相關(guān)的參考值對比,就能夠?qū)ο嚓P(guān)飲品進行超聲波技術(shù)的安全檢測。

6.4 乳制品檢測

由于一些乳液狀的粒子具有很好的散光作用,這就會導(dǎo)致液體渾濁不清,舉例來說,由于牛奶是不透光性的,并且粒子分散體積較大,如果通過光學顯微鏡對牛奶產(chǎn)品粒子進行檢測觀察的話,很難觀察到產(chǎn)品相關(guān)分子粒子結(jié)構(gòu)的變化。這時候如果運用超聲波技術(shù)來檢測的話,就能夠檢測出包裝內(nèi)部的乳制品液體是否產(chǎn)生凝聚沉降等情況,并且還能夠提高產(chǎn)品檢測速度,實現(xiàn)對乳制品安全性和變化情況的快速安全檢測。

7 超聲波檢測的應(yīng)用范圍

由于其物理特性和化學特性,超聲波能夠在以下范圍內(nèi)對產(chǎn)品的相關(guān)特性進行檢測:

1)物質(zhì)體現(xiàn)模量,剛性模量檢測。

2)物質(zhì)相轉(zhuǎn)變。

3)物體的流動速度檢測。

4)在多相體系中的相體積比例和分散相的壓縮率檢測。

5)相關(guān)體系的溫度檢測。

6)分散體系以及膠體體系的分散相力度大小和其他的物質(zhì)相關(guān)性質(zhì)檢測。

7)物質(zhì)的復(fù)合剪切黏度檢測,黏彈性的介質(zhì)檢測。散射性可檢測體系的熱擴散性質(zhì)檢測。

8)具有不同超聲傳播性質(zhì)的介質(zhì)層的厚度或者是深度檢測。

8 結(jié)束語

總體而言,超聲波檢測技術(shù)憑借其良好的物理效應(yīng)和化學效應(yīng)在食品檢測中取得了非常好的效果,這些都和其獨特優(yōu)勢是息息相關(guān)的。不斷完善和發(fā)展的超聲波檢測技術(shù),可以保障食品的安全和健康,還能夠促進食品工業(yè)行業(yè)的安全管理發(fā)展。超聲波檢測技術(shù)和其他的檢測技術(shù)相比,大大簡化了檢測的程序和方式,降低了操作成本和操作難度,還能夠得出非常精確的檢測效果。由于現(xiàn)代食品工業(yè)的不斷發(fā)展,各種食品種類和形式不斷增加,社會對于食品安全問題關(guān)注度日益提高,超聲波檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷加大。它可以應(yīng)用到各種各樣食品的檢測過程中,不斷地發(fā)揮出檢測的精確性和準確度,讓食品安全的檢測能夠變得簡單和實用,推動我國檢測技術(shù)發(fā)展的同時,也推動了我國食品工業(yè)行業(yè)的發(fā)展。

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