第一章食品無損檢測(cè)緒論

食品無損檢測(cè)潘磊慶南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院

E-mail:Tel:025-843990161385179430131一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院2食品無損檢測(cè)作者：陳斌

ISBN：750255175出版社：化學(xué)工業(yè)出版社出版日期：2004-3-1定價(jià)：25.00元

作者：應(yīng)義斌韓東海主編出版社：

化學(xué)工業(yè)出版社

出版日期：2005年5月定價(jià)：40.00元鄒小波//趙杰文出版社：輕工業(yè)出版社出版日期：2021-1-1市場(chǎng)價(jià)：35.00第一章緒論本章要點(diǎn)：了解1.常用的無損檢測(cè)技術(shù)；2.無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。掌握1.食品、農(nóng)產(chǎn)品、品質(zhì)的概念；2.無損檢測(cè)的定義和原理；3.無損檢測(cè)一般步驟。31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院4

一農(nóng)產(chǎn)品/食品/品質(zhì)

農(nóng)產(chǎn)品:一般是指從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中獲得的產(chǎn)品，如谷物、水果、蔬菜、肉、蛋、奶、水產(chǎn)品等初級(jí)產(chǎn)品；31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院531一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院6

食品:指經(jīng)過一次加工的各種食用油、糖類、奶粉、蛋粉、

面粉等，以及加工成半成品和成品的面條、面包、饅頭、

糕點(diǎn)、豆腐、果汁、果醬、粥飯等。

31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院731一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院8食品與農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)有三個(gè)方面的內(nèi)容：①一是反映物體外表特征的外部品質(zhì)；〔外表顏色、外表光澤、外表平整度、物體的外表形狀以及尺寸大小等內(nèi)容〕②二是反映物體根本物理性質(zhì)的品質(zhì)；〔質(zhì)量、密度、彈性、硬度和黏度等內(nèi)容〕③是反映物體內(nèi)部特征的內(nèi)部品質(zhì)。〔平安性、成熟度、新鮮度、營(yíng)養(yǎng)成分的組成、味覺、口感、病蟲害的檢測(cè)等內(nèi)容〕31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院9蘋果31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院10二、無損檢測(cè)簡(jiǎn)介無損檢測(cè):〔非破壞性檢測(cè)〕在不破壞待測(cè)物原來的狀態(tài)、化學(xué)性質(zhì)等前提下，為了獲取與待測(cè)物的品質(zhì)有關(guān)的內(nèi)容、性質(zhì)或成分等物理、化學(xué)情報(bào)所采用的檢查方法。

31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院11

優(yōu)點(diǎn)：

?

與現(xiàn)行的理化分析法不同，無損檢測(cè)的方法無需大量的試劑、

溶劑等化學(xué)藥品，不會(huì)造成環(huán)境污染。

?無損檢測(cè)的方法不需要分析的前處理工作，試樣制作簡(jiǎn)單，

可迅速分析，且分析精度高。

?無損檢測(cè)的方法因能即時(shí)檢測(cè)，適用于在線檢測(cè)(即在流水線

上檢測(cè))。

?無損檢測(cè)的方法可以在單元操作下獲得多個(gè)信息。31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院12缺點(diǎn)：〔1〕初次投入的本錢比較高，適合規(guī)?；a(chǎn)；〔2〕對(duì)產(chǎn)品中的微量成分的檢測(cè)比較困難?！厕r(nóng)藥、獸藥殘留等〕31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院13應(yīng)用形式：一、生產(chǎn)過程質(zhì)量控制中的無損檢測(cè)。它可以剔除每道生產(chǎn)工序中的不合格產(chǎn)品，并把檢測(cè)結(jié)果反饋到生產(chǎn)工藝中去，指導(dǎo)和改進(jìn)生產(chǎn)，監(jiān)督產(chǎn)品的質(zhì)量。二、用于成品的質(zhì)量控制。它主要是檢驗(yàn)產(chǎn)品是否符合國(guó)家或行業(yè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，保證食品與農(nóng)產(chǎn)品的平安性。三、產(chǎn)品流通和貯藏過程中的品質(zhì)監(jiān)測(cè)。規(guī)定的保質(zhì)期、保存期中的品質(zhì)監(jiān)控，同時(shí)也為及時(shí)發(fā)現(xiàn)偽劣產(chǎn)品，打擊制假和不合格產(chǎn)品提供科學(xué)的依據(jù)。31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院14三、無損檢測(cè)原理原理：從外部給待測(cè)物一個(gè)鼓勵(lì)能量，待測(cè)物受鼓勵(lì)能量影響時(shí)，從輸入和輸出的關(guān)系可獲得待測(cè)物的物理化學(xué)特性。31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院15無損檢測(cè)方法：

射線檢測(cè)電學(xué)和電磁檢測(cè)計(jì)算機(jī)圖像處理聲和超聲檢測(cè)光學(xué)方法檢測(cè)力學(xué)方法檢測(cè)31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院16四、常用無損檢測(cè)技術(shù)

(1)力學(xué)方法利用食品與農(nóng)產(chǎn)品的力學(xué)特性(如振動(dòng)頻率、振動(dòng)的吸

收、硬度、彈性等特性)進(jìn)行檢測(cè)的方法。31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院17聲波透射法：測(cè)定牛乳中脂肪含量及大豆的水分；超聲波：檢查家禽的肉質(zhì)、脂肪層厚度、里脊肉斷面等；〔物體中密度有差異處的反射波〕激振法：測(cè)定蘋果、西瓜等的成熟度和內(nèi)部缺陷，以及測(cè)定蛋和罐頭食品的新鮮度等。31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院18(2)光學(xué)方法利用紫外光、可見光、紅外光等光線和物體的相互作用而產(chǎn)生的透射、反射和吸收等現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)的方法。光和待測(cè)物相互作用過程中，從紫外光到可見光范圍內(nèi)的光線能使組成食品與農(nóng)產(chǎn)品物質(zhì)的電子產(chǎn)生鼓勵(lì)；

31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院19紫外光：作鼓勵(lì)光源照射食品與農(nóng)產(chǎn)品外表獲得熒光輻射，根據(jù)熒光的強(qiáng)度可以判別食品與農(nóng)產(chǎn)品上附著的微生物的代謝物(主要是霉菌)。如花生類干果上附著的微生物及其代謝物(如黃曲霉素會(huì)發(fā)出熒光)。近紅外線：測(cè)定食品與農(nóng)產(chǎn)品的成分含量，可在40s內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)定水分、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等9種食品的主要成分。31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院20(3)電磁學(xué)方法

電磁法分為主動(dòng)特性法和被動(dòng)特性法兩種。主動(dòng)特性法：是利用待測(cè)物自身所具有的某種電磁特性(如生

物電等)的測(cè)量方法；

被動(dòng)特性法：是將待測(cè)物置于電磁場(chǎng)內(nèi)，利用其受電磁影響

后反過來對(duì)外部環(huán)境施加影響的特性的測(cè)量方

法。例如核磁共振(NMR)和電子自旋共振(ESR)

等。31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院21

(4)放射線法

X射線、γ射線：一樣具有透射、反射和漫射等性質(zhì)。X射線主要用于：測(cè)定物體的密度差、判別內(nèi)部缺陷和異物檢出。判定球形瓜果類食品中的空洞(例如西瓜的空洞)；

判定生菜的結(jié)球度；

測(cè)定已損傷蘋果及柑橘類水果的內(nèi)部品質(zhì)；31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院22五、無損檢測(cè)的步驟建立物理信號(hào)和食品與農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)的一般步驟如下。①選擇合理的檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定。②收集包括可能出現(xiàn)的所有狀態(tài)的樣本，一般需要量在50～80個(gè)左右，其中一局部用作定標(biāo)方程的建立，另一局部用作對(duì)定標(biāo)方程的檢驗(yàn)。③按統(tǒng)一的檢測(cè)方法對(duì)全部樣本進(jìn)行物理信息的測(cè)定。

④按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)用法定的化學(xué)方法測(cè)量全部樣本的待測(cè)成分的含量。⑤運(yùn)用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立定標(biāo)樣本化學(xué)測(cè)量值與物理檢測(cè)數(shù)據(jù)之間的定標(biāo)方程；⑥將預(yù)測(cè)樣本的物理檢測(cè)數(shù)據(jù)代人定標(biāo)方程計(jì)算出待測(cè)成分的理論計(jì)算值。⑦進(jìn)行預(yù)測(cè)樣本的預(yù)測(cè)計(jì)算值與化學(xué)測(cè)量值之間的誤差計(jì)算與分析，假設(shè)誤差不能到達(dá)預(yù)定的要求，那么需要改變定標(biāo)方程的建立方法，返回到第⑤步重新建立定標(biāo)方程。31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院2331一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院24物理檢測(cè)參數(shù)與物料的待測(cè)成分之間建立關(guān)聯(lián)的步驟和聯(lián)系31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院25六、過程檢測(cè)五個(gè)開展階段分析化學(xué)的開展過程分為五個(gè)階段：離線檢測(cè)(off-line)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)(at-line)、側(cè)線在線檢測(cè)(on-line)、定位實(shí)時(shí)在線檢測(cè)(in-line)非接觸性檢測(cè)(noninvasive)。31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院26七、無損檢測(cè)應(yīng)用實(shí)例①加拿大/輸出小麥/小麥的蛋白質(zhì)含量/每年的樣品約為60萬:80％～90％采用近紅外無損檢測(cè)法——傳統(tǒng)的凱氏(Keldal)定氮法；每年可節(jié)約50萬美元檢測(cè)費(fèi)用。②米的食味主要因素/蛋白質(zhì)、水分、淀粉等日本北海道農(nóng)業(yè)試驗(yàn)場(chǎng)需要改進(jìn)水稻的品種，由于季節(jié)性限制，要求半年內(nèi)檢查萬個(gè)樣品——效率高90倍的近紅外法，成功地解決了困難。31一月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院27③