超聲波技術在食品檢測中的應用

余健霞，侯鵬飛

（漯河職業技術學院 河南漯河 462002）

當前，隨著人民生活水平的不斷提高，人們越來越關注食物的種類，包括食物的創新與質量，在此影響下，食品行業應積極做出響應，以滿足人們對現代食品的需求。在目前各產業結構升級的影響下，建設節約型社會也有著相應需求，越來越多的現代高新技術被引入食品加工領域。而超聲波技術由于使用成本低、方便、高效和易于操作等優點，已經受到食品檢驗行業的極大歡迎。

1 超聲波技術的作用

超聲波是一種機械波，這種機械波的頻率非常廣泛，實際應用的范圍較廣，通過對超聲波技術分析可以得知，超聲波技術主要是聲波傳播下的一種產物，在實際應用期間遵循基本規律特征能夠形成一種機械振動，這種機械振動的模式可以引起超聲與介質之間存在的一種相互作用，并產生熱現象[1]。同時，超聲波在實際應用中也會產生較多的效應，如機械效應、熱效應、光學效應和化學效應等，而其作用種類以及作用的強度與超聲作用參數和對象密切相關。

2 超聲波技術在食品檢測中的內涵與原理

2.1 超聲波技術在食品檢測中的內涵

通過超聲波與待檢測物質之間相互作用，可以了解待檢測物質固有的化學和物理性質。超聲波技術在食品檢測期間產生的聲波與普通聲波是相同的，通常使用表面波、壓縮波或剪切波這3種方法實現介質傳輸[2]。

2.2 超聲波技術在食品檢測中的應用原理

超聲波具有設備簡單、方便高效、易于操作的優點，在食品檢驗領域具有優異效果。目前而言，超聲波技術的應用主要基于介質方式，以探測聲波振幅的衰減和聲速變化，這項技術經常頻率小于100 kHz，能量通常高達10 kW/m-2，但其操作復雜，對操作人員的技術要求和儀器使用要求相對較高，因此，應加強操作人員的技術能力[3]。同時，超聲波技術在食品檢測中并不會引起化學或物理作用，且實際操作技術具有簡單方便的特點，因此，可以廣泛用于食品檢測當中。

3 超聲波技術在食品檢測中的應用價值

食品安全與人們健康息息相關，直接關系到人們的生活質量和生活幸福，因此，必須予以關注。目前而言，食品安全質量檢測是確保食品安全的重要內容，而超聲波技術在食品檢測中屬于最有效、最便捷的方法，在檢測食品安全的眾多技術中，超聲波技術具有成本低廉、簡單方便等優勢。隨著人們生活水平的不斷提高，人們在飲食方面已經不再局限于以飽腹，目前人們更多地追求食品的色彩和香氣，希望得到更好的飲食，在超聲波技術逐漸發展下，由于其操作簡單方便，因此，在食品檢測領域中已經得到廣泛關注。食品工業是我國現代經濟體系中不可或缺的重要組成部分，其健康發展影響了整個經濟穩定發展，但近年來，食品安全事故頻繁發生，受到人們的廣泛關注，必須采用超聲波檢測試技術對食品質量進行控制，才可以進一步確保食品安全。

4 超聲波技術在食品檢測中的具體應用

4.1 超聲波檢測技術的類型

4.1.1 無損檢測技術

無損檢測技術是超聲波技術中最常用的技術類型，主要是指使用脈沖技術消除食物中的化學藥品殘留，并保證在檢測期間不會破壞食物本身。但是進行無損檢測時應注意：①無損檢測技術所應用的測試材料不能是透明的，應該采用不透明的食品進行測試，這樣才可以提升效果，無損檢測主要應用的食品類型為番茄醬等高濃度、低透明度產品。②無損檢測技術應用期間需注意，應基于食品的檢驗特性進行分析，主要分析的是食品材料與結構等內容，然后根據分析結果選擇合適的超聲波技術。

4.1.2 超聲波提取技術

超聲波提取技術可以在50～120 ℃完成食品檢查任務，食品在高溫或低溫影響下，可能會出現一定程度的劣化，嚴重影響食品本身的性質，因此，通過超聲波技術的使用可以檢測出食品中存在的風味劑、生物酶等活性物質，借由檢測技術以確保以上物質均處于最佳儲存狀態，通過將食物構成物質全部檢測出來，可以提高超聲波技術的應用質量，目前，這項技術已成熟地應用于生物酶中[4]。

4.1.3 結晶控制技術

結晶控制技術主要利用超聲波的良好定向效果，有效控制食物內部的結晶速度，以確保食物內部的晶體不被外部污染，同時，結晶控制技術在實際應用中，可以用于各種冷凍食品，包括冰淇淋、巧克力、冷凍肉、海鮮及其他食品產品的生產和儲存。

4.2 超聲波檢測技術在具體食品中的應用

4.2.1 在肉禽制品的應用

隨著超聲波技術應用的逐漸深入，應加強人們日常所需肉類食品的檢測，因為肉類食品與普通食品不同，肉類食品放置時間越長就會導致其中病毒越多，一旦被人們食用就會導致人們身體受到威脅，所以，應通過超聲波技術加強對肉類食品的研究。目前，我國午餐肉中的脂肪含量試驗主要用酸水解檢測方法，酸水解檢測方法與超聲提取法相比非常復雜，在操作過程中需對肉類進行加熱，而超聲波技術則可以檢測出精制肉和肥肉之間的差異，因此，通過超聲波技術可以區分肉類的質量，有效保證人們食用肉類食品的價值。近年來，隨著人們對肉禽制品的研究逐漸深入，研究人員還提出將超聲波檢測技術用于成品魚和雞肉的檢測，主要檢測的內容是固體脂肪含量[5]。

4.2.2 在充氣類食品應用

充氣類食品中所存在的空氣氣泡會對超聲波檢測結果產生很大影響。一般來說，超聲波技術在充氣類食品中的應用十分廣泛，市面上所擁有的充氣類食品主要包括：冰淇淋、水果、啤酒、餅干、面包和黃油等，這些食品的包裝形式都是以充氣為主，每個包裝袋均灌有較多空氣[6]。但是，這種充氣包裝的形式在食品檢測期間會直接影響測試的效果，分析其原因，主要是因為食品袋內的空氣會影響超聲波頻率，從而導致超聲波結構發生重大變化。

4.2.3 在乳狀液體的應用

乳狀液體是不透明的食物，例如牛奶等食品，多數乳狀液體借助光學儀器檢測期間很難觀察到顆粒的狀況，因此，如果用超聲波技術來檢測層狀顆粒是否結塊的情況，就很難下結論，因為在這種情況下很難檢測到乳狀液體具體情況，但可以通過超聲波Wave技術快速有效地解決此類問題。一旦乳狀液體出現結塊的情況就會影響人們食用的心理情緒，這種現象通常被消費者視為產品質量問題，所以生產者為了避免乳狀液體出現結塊的情況，總是試圖通過檢測的方式分析結塊的原因，并針對引起乳狀液體結塊的原因提出相應解決方案。超聲波技術在乳狀液體檢測中可以有效提高樣品掃描效率和速度，這種技術應用操作比較簡單、快捷，并不會影響食物本身。

4.2.4 在乳制食品中應用

乳制食品是人們生活中常見的食品種類之一，常見的乳制食品為奶酪，也是大多數人喜歡的食物，可以為人們提供基本的營養。目前，由于我國上市食物上有很多種類型，因此，為了確保食物的安全性，相關技術人員有必要通過超聲波技術加強對乳制食品的研究，奶酪主要由牛奶及其他物質所構成，具有豐富的奶味，一旦乳制食品開封時間過長就會出現變硬的情況，影響食物本身的味道。

4.2.5 在飲料與酒的應用

超聲波技術用于食品性能的檢測和改進方面非常有效，超聲波技術的應用成本低廉，且整體檢測的速度極快，檢測結果也較為準確。隨著我國現代食品種類的不斷增加，人們所食用的食品越來越多樣化，因此為了確保食品的安全性，可以使用超聲波技術檢測各種類型食物。通常情況下，飲料或酒精的主要成分是液體，在超聲波技術檢測期間發現雖然其液體成分主要是以水的形式而存在，但所產生的溶質卻有著不同特性，這些不同特性對飲料與酒精的物理性質有很大的影響，因此，通過對不同的飲料和酒精測試后可以發現，其測試結果會有很大的不同，超聲波技術在頻率選擇中應根據實際情況進行選擇[7]。

5 結語

超聲波技術由于自身具備低成本、方便高效、操作簡便等許多優點已廣泛應用于食品領域中，被用于各種物質的檢測。而隨著超聲波技術的不斷發展，在食品領域應用中能夠起到較佳的效果，因此，本文將超聲波技術應用于食品檢驗領域中，旨在分析不同食品蘊含的不同性質，在對不同食品檢測期間可以應用不同的檢測技術，目前來說，超聲波技術主要包括無損檢測技術、超聲提取技術和超聲結晶控制技術，以上所有技術類型均可以準確檢測出食品的構成。將超聲波技術應用于食品檢驗領域中，能夠最大程度實現對食品安全的保護，同時促進食品生產行業健康穩定發展。