超聲波技術在食品檢測中的應用

賈一凡 孟哲 宋亞娟

摘 要：食品質量對人們的身體健康有著直接影響，因此加強食品安全檢測工作尤為重要。相關檢測部門必須要重視該項工作，提升食品檢測工作的質量與可靠性。將超聲波技術積極地應用到食品檢測中，可幫助檢測人員提升檢測結果的準確性以及效率，使市面上的食品得到質量保障，進而使消費者的權益得到保障，維護人們的身體健康。本文就超聲波技術在食品檢測中的具體應用做出了探究，以供參考。

關鍵詞：超聲波技術；食品檢測；應用

The Application of Ultrasonic Technology in the Food Testing

JIA Yifan， MENG Zhe， SONG Yajuan*

（Tangshan Food and Drug Comprehensive Testing Center， Tangshan 063000， China）

Abstract： Food quality has a direct impact on human health. Therefore， it is particularly important to strengthen food safety inspection. Relevant inspection departments must pay attention to this work and improve its quality and reliability. The active application of ultrasonic technology to food inspection can help inspectors improve the accuracy and efficiency of inspection results， ensure the quality of food on the market， and then protect the rights and interests of consumers and maintain peoples health. This paper explores the specific application of ultrasonic technology in food inspection for reference.

Keywords： ultrasonic technology; food inspection; application

如今，各大食品生產加工企業為了迎合市場需求，研發和生產了各種新型食品，但這些食品的質量卻參差不齊。食品安全事件頻發對人們的身體健康造成影響，也使社會更廣泛地關注食品安全問題。加強食品檢測是保障食品安全的主要手段，隨著超聲波技術的出現，食品安全檢測工作有了新的思路。

1 開展食品檢測的意義

食品檢測是指食品在進入市場售賣前對其進行安全問題檢測，如食品是否變質、添加物是否符合國家相關法律法規等，都屬于食品檢測工作的內容。雖然我國目前針對食品安全已經做出了重點整治，但當下的食品安全問題仍舊非常突出，因此積極地應用超聲波技術提高食品檢測效率是非常有必要的[1]。

2 超聲波檢測技術的應用價值

超聲波是指振動頻率超過20 000 Hz的聲波。超聲波具有振動頻率高、速度快的特點，可在固體和液體中快速傳播，在食品檢測中有比較好的應用。正是由于超聲波這些特征，檢測人員可利用該技術探查食品內部的情況，在保障食品安全方面有著積極的作用。但超聲波在傳播過程中也會受到一些外界因素的影響，導致檢測結果出現偏差，因此在利用超聲波技術時，必須做好精細化管理，規避一系列可能產生影響的因素，以更好地發揮超聲波技術的應用價值。

2.1 無損檢測技術

傳統的食品檢測技術是在采樣后使用物理檢測技術或化學檢測技術對樣品中的成分進行檢測，這種檢測方式比較復雜，等待時間較長，非常依賴高科技的檢測設備，檢測成本比較高，且無法對食品生產加工中的每個過程進行有效地檢測，無法實現全過程檢測和無損檢測的目的。而超聲波檢測技術的應用能實現對食品進行無損檢測，但僅限于高濃度的食品和不透光材料，在其他類型的食品檢測上，其應用效果還不夠好。超聲波檢測技術應用主要是通過聲特性和產品特性實現，如可詳細地了解儲存在封閉環境內的蔬菜水分含量、結構變化等[2]。

2.2 超聲波提取

傳統食品檢測中需使用一些溶劑來提取樣品中的有效成分，這期間需不斷地攪拌促進有效成分溶解，而超聲波技術的應用能極大程度地簡化食品檢測流程，縮短有效成分的提取時間，即便是在低溫或高溫的環境中，依舊可快速地完成檢測，還可有效地避免溫度變化導致的食品變質。目前我國超聲波檢測技術在蔗糖檢測、多糖成分檢測等方面有著非常廣泛的應用。在對不同物質特性的食品進行檢測時，需要改變超聲波的震動頻率，針對非活性物質，還需增加聲音功率；針對活性物質，還需在特定的環境中，使用較低的聲音震動頻率，這樣不會導致細胞內部性質改變，使提取出來的物質滿足活性要求。

2.3 結晶控制

①超聲波具有的高能特性會對物質結構的結晶核形成造成影響，這是因為超聲波有一定的定向效應，一些處于臨界核狀態的物質在超聲波的影響下會加速核心形成。②超聲波還可控制物質結晶的速度，讓結晶能勻速形成，避免早期形成的結晶出現污染。超聲波所具有的這一優勢對于食品檢測來說意義巨大，其從根本上改變了食品的特性，在巧克力、冰激凌等食品檢測方面有非常好的應用效果。③超聲波技術能保障速凍食品結晶過程的完整性。食品在凍結時，超聲波會對其凍結過程產生影響，可在促進結晶的基礎上保障細胞組織的完整性，避免食品結構發生變化，不會對食品的質量造成影響[3]。

2.4 超聲波干燥

以往檢測人員在對食品進行干燥時采用的干燥技術主要是依靠高溫實現，但很多食品在高溫環境中容易出現變質的問題。應用超聲波技術所具備的干燥作用，能有效降低食品中的水分含量，且超聲波技術的干燥作用不會使食品本身的溫度變高，不會導致食品變質。超聲波干燥常與熱風干燥聯合使用，能迅速帶走食物內部的水分，大大地提高了食品干燥的效率。例如，在55 ℃的環境中對胡蘿卜進行干燥處理時，要求將胡蘿卜干燥到其本身重量的10%，利用傳統干燥技術需要2 h，而利用超聲波技術的干燥作用僅需50 min即可完成目標。

2.5 滅菌作用

超聲波由于其特有的理化性質以及空化作用，可對細胞的細胞壁以及細胞液產生影響，形成微射流以及局部高溫高壓，能夠起到很好的滅菌效果。此外，超聲波由于其高頻振動的特點，可快速殺死細菌，不需要額外使用化學殺菌劑，不會對人體健康造成影響。目前我國大多數食品生產加工企業在對食品進行消毒滅菌時，使用特定的消毒液，即便是經過反復清洗，仍舊不可避免地會有少量藥物殘留，對人體健康產生影響。而利用超聲波技術對食品進行消毒殺菌，不僅可得到預期的滅菌效果，還不會給人體造成健康威脅。將超聲波技術與壓力技術、熱處理技術等結合起來使用，還可起到更好的滅菌效果。例如，熱超聲波是一種聯合超聲波技術與熱能而研發出的新技術，可有效殺滅多種細菌生物，如大腸桿菌、沙門氏菌等。

3 超聲波技術在食品檢測中的實際應用

超聲波技術是一種先進的技術，其在醫學、食品檢測、建筑結構檢測等多個領域中都有廣泛的應用。在食品質量檢測中，嚴格地按照使用程序對其進行合理的應用，可充分地發揮出其具有的優勢，并提升檢測結果的準確性，切實保障人們的食品安全[4]。

3.1 在肉類食品檢測中的應用

肉類富含豐富的蛋白質，能滿足人體日常營養物質的需求，相關部門要積極地引進先進技術對肉類食品進行更嚴格的檢測，以更大程度地提升肉類食品的質量。鑒于超聲波獨有的物理特征，利用超聲波技術對肉類進行檢測時，超聲波可穿過肉類，導致其中一些蛋白纖維遭到破壞，形成液體物質，使肉質纖維發生粘連，能有效地提升肉類的強度。目前，超聲波技術可精確地檢測出肥肉和瘦肉之間的結構差異，判斷肉類的厚度，除了在豬肉檢測方面有廣泛的應用外，近年來，越來越多的檢測人員也將超聲波技術應用到了其他肉類食品的檢測中，且效果良好。

3.2 在充氣食品檢測中的應用

在很多食品包裝中都采用充氣包裝，如市面上常見的薯片、餅干等，為了避免其在運輸過程中受到擠壓，會在包裝中灌入大量氮氣，而這些氮氣會對超聲波檢測的準確性造成影響。在對充氣食品進行檢測時，如果出現操作失誤，讓空氣中的氣泡對超聲波的傳播造成干擾就會導致檢測結果出現誤差，因此在利用超聲波技術對充氣食品進行質量檢測時，一定要細致地對每一個操作步驟進行規范化處理。

3.3 在乳制品檢測中的應用

乳制品中含有的乳液狀粒子具有非常好的散光性質，可使乳制品呈現出不透光、渾濁的狀態。例如，牛奶在正常狀態下是不透光的，且由于其粒子的分散體積比較大，檢測人員如果直接使用顯微鏡對牛奶進行檢測，不能清晰地觀察到其分子粒子結構的變化情況。此時，就需要借助超聲波技術快速地檢測出包裝內牛奶的性質結構，判斷其是否出現質量問題，極大程度地提升對乳制品質量的檢測效率，實現對乳制品質量安全控制監督的目的。

3.4 在飲品檢測中的應用

飲品多是由水和其他物質混合而成，由于溶質不同其物理性質也不同，在發生混合時會產生新的物理性質，如將兩種不同密度的液體進行混合后，產生的新液體的密度必定會發生變化。超聲波在不同液體中的傳播速度不同，利用超聲波的此特性就可對不同的飲品進行質量檢測，判斷出不同飲品的種類[5]。

3.5 在果蔬食品中的應用

蔬菜水果中含有大量水分，在正常環境中的儲存時間比較短，非常容易腐爛，可利用超聲波技術準確掌握蔬菜水果的品質。蔬菜水果內部的細胞間存在空穴的結構，超聲波會在空穴結構中發生諧振效應，對其進行分析后就可判斷出蔬菜水果的成熟度。蔬菜水果在儲存的過程中其內部的水分會發生變化，通過超聲波技術對其水分變化等情況進行檢測，能準確地掌握蔬菜水果是否有腐爛的情況。

4 超聲波技術在食品檢測中的應用優化策略

4.1 技術創新融合發展

要讓超聲波技術的優勢在食品檢測中得到充分地發揮，必須積極地引入信息化技術，使其與檢測工作相融合，有利于促進食品檢測流程的簡化。相關部門要結合實際工作情況對信息技術與超聲波技術進行融合創新，且明確相關技術的應用范圍和標準，要求相關檢測人員嚴格地按照流程和要求開展檢測工作，并根據實際情況進一步優化工作流程，促進我國食品檢測工作能更好地發展。

4.2 健全食品檢測相關管理機制

相關部門必須通過健全食品檢測管理機制提高食品質量檢測工作的水平。要對食品檢測人員進行培訓，提升其專業知識的掌握情況，提高其檢測能力，且培訓其正確地使用超聲波技術開展食品檢測工作。檢測人員必須充分了解超聲波技術，同時掌握不同類型食品的性質特點，合理應用超聲波技術進行檢測，才能達到更好的檢測效果。例如，在對蔬菜進行質量檢測時，需要結合蔬菜的采摘地點、時間等情況，對檢測過程中產生的所有數據進行詳細地記錄，以此來保證檢測過程的規范性。

4.3 完善相關法律法規

為了保障食品市場以及消費者的安全，國家需完善相關法律法規，督促相關部門加強食品安全檢測的力度，且嚴格規范食品生產加工企業的各項工作，督促檢查人員依照法律法規開展檢測工作。對于發展落后、檢測水平較差的偏遠地區，要專門為其設置相應的食品質量檢測機構，加強對這些地區食品質量的檢測，防止質量不合格的食品進入市場。

5 結語

綜上所述，食品安全是一項民生問題，必須要受到社會的廣泛重視，但在食品種類以及進口食品的數量越來越多的情況下，食品質量問題也更加突出。為了減少食品質量安全問題，需對其進行質量檢測，充分利用超聲波技術的優勢，能促進食品質量檢測工作水平的提升，不僅可保障食品質量，還可保障人們的飲食安全。

參考文獻

[1]周婷婷.超聲波技術在食品檢測中運用研究分析[J].現代食品，2021（22）：148-150.

[2]邱爽，李學鵬，王金廂，等.超聲波輔助冷凍技術及其在食品中的應用[J].食品研究與開發，2020，41（1）：190-195.

[3]耿春輝，崔婧，路明，等.超聲波技術在食品檢測中的原理及意義[J].中國食品，2021（6）：109.

[4]潘俊秋，李紅霞.淺談超聲波技術在食品檢測中的運用[J].現代食品，2021（3）：126-128.

[5]朱險峰.應用超聲波技術 讓食品檢測更高效[J].中國食品，2020（9）：130.