超声波技术是食品检验领域中比较常用的检测手段,使用范围比较广、投入成本比较低,而且检测结果的准确性可以得到保障,整体的应用价值比较高。要了解这项技术在不同食品检验的应用要点和注意事项,实现该技术的合理运用,做好技术控制工作,确保能够将超声波技术的检测效能充体现出来,使其能够更好的满足食品检验需求,为提升食品质量安全提供技术保障。
1.超声波技术在食品检验中的技术原理
大多数超声设备为脉冲式或连续式。脉冲技术因易于操作,测量迅速,不干扰生产且容易自动化而被广泛使用。连续式技术主要用于精度要求极高的设备中,供专门研究使用。最简单且被广泛使用的超声波技术为脉冲技术。脉冲发生器产生适当频率、振幅的电子脉冲。电子脉冲经超声波发送探头转变为超声脉冲,此超声波脉冲将传播到测样室的远距离端器壁,然后从此处返回。接着超声波发送探头又作为超声波接受器将超声波脉冲复原为电子脉冲,脉冲信号将在计时器上显示。因为超声波只有部分被吸收,部分被反射回,计时器将会显示一系列强度不同的信号。声速、衰减系数、声音阻抗三超声参数可由返回的信号进行测定。每一个返回信号都比其前一个信号多传播了测样室长度(d)两倍的距离。通过测出两连续回波的间隔时间(t)可计算得声速:C=2d/t。衰减系数可由两连续回波的振幅计算出。
2.食品检验中应用的超声波技术类型
2.1无损检测技术
无损检测技术的应用不会对食品组成结构造成破坏,改善了以往检测方法中存在的不足,不需要对样品进行物理或者化学操作,直接利用脉冲技术对样品的各项数据、性质等进行检测。在实际应用这项检测技术时一定要了解这项技术的适用范围,其主要应用于不透明性的材料检验,比如水果检验和高浓食品检验等。另外,检测的食品类型不同,超声波的系数也有所不同,必须要根据食品性能、结构和材质等进行确定。
2.2 超声波提取技术
以往在进行食品样品溶液提取的过程中需要进行搅拌处理才能将成分溶解出来,整个操作流程较为繁琐,而超声波提取技术的应用不需要以上的繁琐操作,可以在不同的温度环境中或者样品状态改变的条件下进行物质提取和检测工作,能够对物质性质的改变进行有效控制,让样品储存在最佳的温度环境中,食品的结构质量可以得到保障。这项技术在实际应用过程中可以快速进行物质提取,降低提取过程中对检测材料质量造成的影响,在生物酶和蔗糖检测中的应用优势较为明显。在实际应用这项技术的过程中也需要根据不同的材料选择不同的振动频率,这样才能保证提取检测效果。
2.3超声波结晶控制技术
该技术主要是利用超声波良好的定向效应,以高能超声波的方式有效控制食品内部结晶的速度以及过程等,进而保障食品内部结晶不受外界污染,结晶均匀细致。该技术主要应用于冰淇淋,巧克力等冷冻食品制作以及冷冻肉、海鲜等食品的储存等方面。
3.超声波技术在食品检验中的具体应用
3.1在肉禽制品检验中的应用
在进行肉制品中的应用主要涉及到食品的保鲜和储存等方面内容,利用超声波技术会对肉质中的肌原蛋白纤维产生一定影响而改变肉质纤维的结构状态从而增强肉类食品的强度,食品的合成效果可以得到提升,在不同类型肉质混合产品中的应用优势较为明显。而且这项技术的应用也可以对肉质的肥瘦进行区分,确定肥肉和瘦肉的厚度,在肉类固脂含量检测中也能够取得良好效果。
3.2在乳状液体中的应用
乳状液体中的粒子在运动时会导致水相和油相状态发生改变,油相液体上浮,从而导致乳状液体出现分层的情况,对于这类现象部分消费者认为是乳制品变质而引起的,要想确定乳制品的具体性质和状态则可以采用超声波技术对乳状液体中的油相液体分布情况进行检测从而确定乳制品是否存在质量问题。以往在进行乳制品检测的过程中主要是通过粒子的散光特性来确定油相液体的分布情况及运动规律,但是这种方法在实际应用时会受到环境和条件因素的影响无法保证检测结果的准确性,而且在操作上比较困难。超声波技术能够快速了解和掌握粒子的分层情况,确定油相液体的具体分布,使用的仪器设备在操作上比较简单,检测结果的准确性也可以得到保障,能够实现对乳制品性质的快速、安全检测。
3.3 在充气类食品中的应用
部分食品在包装时采用充气式的方法,主要起到保护食品的作用。在对这类食品进行超声波检测的过程中一定要重视细节化管理,让超声波能够得到有效传播,降低气体对该技术的影响,防止出现检测误差。这是进行充气类食品检测中需要注意的内容。
3.4 在饮料或酒类等食品中的应用
作为饮品其主要是液体形式,大多的基本溶剂都是水,但是由于溶质不同会对液体混合物的物理特性造成很大的影响。其中由于各种液体之间密度不同,融合的时候就会产生出新密度形式的液体,而液体密度的变化,就意味着超声波在空气中传播和液体中传播的速度会产生偏差,从而使得检测结果发生变化。在饮品检测过程中,都可以利用这种检测结果的变化,区别出不同液体的特征和种类,从而实现相关饮品的安全检测。
结语:从上文分析可以了解到,超声波技术在食品检验中能够取得良好的应用效果,可以充分利用这项技术的优势特点进行不同类型的食品检测,适应性比较强。常用的超声波检测技术种类比较多,在实际应用过程中也要根据检测需要进行技术的合理选择。与其他检测技术相比,这项技术在应用过程中的操作流程比较简单,检验难度比较小,要想进一步提升这项技术的应用水平还要对其进行深入研究,不断进行优化和完善,让其在食品检验中得到高效运用。
参考文献:
[1]刘赛.超声波技术在食品检测中的应用[J].食品安全导刊,2017,06(163):76.
[2]马空军,金思,潘言亮.超声波技术在食品研究开发中的应用现状与展望[J].食品工业,2016,37(09):207-211.