食品质量安全无损检测技术
无损检测技术在食品工业中的实际应用
无损检测技术在食品工业中的实际应用引言食品安全一直是人们关注的焦点之一。
为了保障食品的质量和安全，传统的食品检测方法逐渐被无损检测技术所替代。
无损检测技术可以非破坏性地对食品进行检测，从而确保食品没有受到污染，并保持了食品的完整性和可食用性。
本文将探讨无损检测技术在食品工业中的实际应用。
1. X射线检测技术X射线检测技术是一种高效、灵敏且非破坏性的食品检测方法。
通过使用X射线设备，可以检测食品中是否存在金属、玻璃、塑料等异物。
此外，X射线检测技术还可以检测食品中的密度、含水量以及其他物理性质，从而确保食品的质量和新鲜度。
例如，在肉制品加工过程中，X射线检测技术可以检测到可能存在的骨片、金属片等杂质，从而避免对消费者的潜在危害。
2. 磁共振成像技术磁共振成像技术是一种广泛应用于医学领域的无损检测技术，近年来也开始在食品工业中得到应用。
利用磁共振成像技术，可以对食品中的水分、脂肪、蛋白质等成分进行无损检测。
这种技术不仅可以检测食品中的成分含量，还可以评估食品的质量和口感。
例如，在饲料生产中，磁共振成像技术可以帮助生产商准确地控制饲料中各种成分的含量，确保饲料的营养平衡，提高畜禽的饲养效果。
3. 红外光谱技术红外光谱技术是一种基于分子振动和吸收特性的无损检测技术。
通过分析食品中的红外光谱，可以确定食品的成分和质量。
例如，通过红外光谱技术可以检测食品中的水分、脂肪、蛋白质等成分的含量，判断食品的新鲜度和品质。
此外，红外光谱技术还可以检测食品中的添加剂和防腐剂等有害物质。
在酒类制造中，红外光谱技术可以帮助制造商准确地评估酒类的品质和口感，确保酒类的质量和安全。
4. 超声波检测技术超声波检测技术是一种利用声波的传播速度和衰减特性对食品进行检测的无损检测方法。
通过超声波检测技术，可以检测到食品中可能存在的空洞、断裂和异物等缺陷。
这种技术可以广泛应用于面包、蛋糕等烘焙食品的制造过程中。
通过超声波检测技术，可以检测到面包中的空洞和断裂，确保面包的质量和外观完整性。
无损检测技术及其在果品质量安全检测中的应用
无损检测技术及其在果品质量安全检测中的应用引言
随着人们对食品质量与安全的日益关注，无损检测技术在果品质量安全检测中的应用也变得愈发重要。
无损检测技术是指在不损坏被检测样品的情况下，通过对被测样品的内部结构、质量等进行全面、准确的检测与分析的一种技术手段。
在果品行业中，无损检测技术的应用可以有效地提高果品的质量与安全水平，保障消费者的健康，促进果品行业的可持续发展。
本文将从无损检测技术的概念、原理、特点以及在果品质量安全检测中的应用等方面进行探讨。
二、无损检测技术的原理
（一）声学原理
声学无损检测技术是一种利用声学原理进行材料内部缺陷检测的技术手段。
声学无损检测技术能够通过对被检测材料内部声波的传递、反射、漏泄等进行全面而准确的检测与分析。
通过对声波的传播、传播速度及反射等进行检测与分析，可以准确地判断被检测材料内部的缺陷、实际情况等，为果品的质量安全提供了有力的技术支持。
三、无损检测技术的特点
（一）准确性高
无损检测技术具有较高的准确性，在对被检测样品的内部结构、质量等进行检测与分析时，能够做到全面、准确、细致，为果品的质量安全提供了有力的技术支持。
（三）适用范围广
无损检测技术适用范围广，不仅可以应用于果品质量安全检测，还可以应用于其他材料、构件的检测与评估，具有较强的普适性与通用性，为果品的质量安全提供了有力的技术支持。
（三）果品保存及运输过程监测
无损检测技术可以对果品保存及运输过程进行全面、准确的监测与分析，能够及时发现果品保存及运输过程中出现的问题，为果品的质量安全提供了有力的技术支持。
无损检测技术在食品品质检测中的应用
无损检测技术在食品品质检测中应用1978年11月, 为了推进中国工业领域深入发展, 成立了性无损检测学术组织, 同时基于组织成立基础上, 致力于将无损检测技术应用于食品、农业、医药等领域中, 如, 低场核磁共振技术, 近红外光谱分析技术等, 由此实现了高精度食品品质检测状态, 并就此替换了传统凯式定氮法, 满足了现代食品工业领域发展需求。
以下就是对无损检测技术在食品品质检测中应用具体叙述, 望其能为食品加工领域健康稳定发展提供有力参考。
无损检测技术分析无损检测即经过向检测物施加能量基础上, 依据能量改变情况解析检测物品质。
而无损检测步骤在开展过程中首先要求相关技术人员应重视强调对数据或信号采集, 且利用优异计算机手段对数据或信号进行分析、处理, 并将整合信息以数学知识形式展现出来, 由此达成检测目。
同时, 无损检测技术在应用过程中逐步展现出成本花费低且快速优势特点, 所以现代食品、农业、医药等领域在可连续发展过程中应重视将其贯穿于其中, 且重视在食品品质检测过程中, 保留其化学特征, 从而经过对检测物化学特征分析达成检测目。
但无损检测技术在应用过程中为了提升检测结果正确性, 亦要求相关技术人员在对检测物进行定量分析过程中,应重视将检测物化学特征作为指标, 建构数学模型, 最终就此实现对检测物品质评价。
无损检测技术在食品品质检测中具体应用近红外线光谱分析技术。
多年来, 基于食品加工领域不停发展背景下, 近红外线光谱分析技术被广泛应用于食品品质检测中, 且以生产车间在线型、试验室通用型等形式存在着。
比如, 皮付伟在试验研究活动开展过程中为了检测聚乙烯成份, 即利用聚乙烯在近红外线波区5960-5600cm-1和4500-4000cm-1两个波段吸收显著特点, 展开了试验检测行为, 同时在检测活动开展过程中重视利用Norris消除5960-5600cm-1和4500-4000cm-1两个波段噪声, 就此达成了无损检测目, 而因为聚乙烯波段吸收现象凸显由C-H所致,所以在聚乙烯成份采集过程中应重视消除奶酪光谱原因影响, 由此提升整体检测结果正确度。
无损检测技术在食品安全领域中的应用指南
无损检测技术在食品安全领域中的应用指南随着人们对食品安全的关注不断增加，无损检测技术作为一种非破坏性的检测方法，在食品安全领域中得到了广泛应用。
无损检测技术可以快速、准确地检测食品的质量和安全性，对食品行业的发展和消费者的健康至关重要。
本文将详细介绍无损检测技术在食品安全领域中的应用，并提供一些指南供相关从业人员参考。
一、光学检测技术光学检测技术是一种通过光的散射、吸收和传播等特征来检测食品的方法。
其中，近红外光谱技术（NIR）是一种常用的光学检测技术。
近红外光谱技术可以通过红外光的反射率、吸收率和透射率来检测食品内部的成分和特性。
这种技术可以被用于快速检测食品中的水分、脂肪、蛋白质等。
在食品加工和质量控制过程中，通过近红外光谱技术可以实时监测并调整食品的成分和质量。
二、声波检测技术声波检测技术是一种利用声波在物质中的传播特性来检测食品的方法。
声波检测技术主要包括超声波和声发射技术。
超声波技术可以通过声波的传播速度和信号的散射来检测食品的质量和结构。
它可以用于检测食品中的空洞、异物和结构缺陷等，在食品生产和加工过程中起到了重要作用。
声发射技术则是通过检测食品内部的微裂纹和损伤来评估其质量和安全性。
这种技术可以帮助及早发现食品中的潜在问题，并采取相应的措施进行处理。
三、磁力检测技术磁力检测技术是一种利用磁场的变化来检测食品中的异物和缺陷的方法。
这种技术可以通过应用磁感应原理，检测出食品中的金属异物，如铁、铝、铜等。
磁力检测技术在食品加工和包装过程中广泛应用，可以有效地防止金属异物污染食品，保障食品的安全性。
四、红外热像检测技术红外热像检测技术是一种利用物体辐射的红外热辐射来检测食品的方法。
红外热像技术可以对食品进行热量分布和温度变化的测量，从而检测食品中的热态异常情况，如发霉、腐烂和变质等。
这种技术可以帮助食品生产企业及时发现并处理潜在的食品质量问题，提高食品安全水平。
五、电子鼻和电子舌技术电子鼻和电子舌是一种利用特定的传感器来模拟人的嗅觉和味觉的技术。
食品制造中的无损检测技术
食品制造中的无损检测技术近年来，食品安全问题备受关注。
食品制造企业为了确保其产品的质量和安全，逐渐引入无损检测技术。
无损检测技术是指在不破坏材料完整性的前提下，通过对材料的物理、化学性能进行检测，获得材料的内部结构、组织和缺陷等信息。
一、无损检测技术在食品安全领域的应用食品制造中的无损检测技术主要应用于食品质量检测、食品安全检测和食品纳米技术等方面。
1. 食品质量检测无损检测技术可以帮助食品制造企业对食材和半成品进行质量检测。
例如，通过红外光谱和近红外光谱技术，可以判断蔬果的成熟程度和营养成分含量；通过超声波检测技术，可以对肉品的口感和储存质量进行评估。
2. 食品安全检测食品安全一直是消费者关心的焦点，而无损检测技术可以帮助企业对食品进行安全检测。
例如，通过核磁共振技术和X射线技术，可以检测食品中的重金属和农药残留，确保食品符合安全标准。
此外，无损检测技术还可以应用于食品中的微生物检测，包括细菌、霉菌等，有助于防止食品中的致病菌滋生。
3. 食品纳米技术食品纳米技术被广泛应用于食品加工和包装领域。
无损检测技术在食品纳米技术中起到了重要作用。
例如，在纳米级的食品添加剂中，通过红外光谱技术可以快速检测添加剂的含量和纳米颗粒的分布情况。
此外，通过透射电子显微镜和原子力显微镜等技术，可以对食品纳米颗粒的形状和结构进行分析，确保食品纳米材料的质量和安全性。
二、无损检测技术的优势与挑战无损检测技术在食品制造中具有诸多优势。
首先，无损检测技术可以在加工过程中实时监测食材的品质，提高生产效率。
其次，无损检测技术不需要破坏样品，对食材和食品制成品没有任何影响。
此外，无损检测技术还能提供准确、可靠的数据，有助于企业制定科学合理的质量控制和安全管理措施。
然而，无损检测技术在食品制造中也面临一些挑战。
首先，无损检测技术设备昂贵，对企业的投入较高。
其次，目前该技术还存在一定局限性，无法覆盖所有食品领域。
例如，对于某些食品产品的微小缺陷，目前的无损检测技术难以实现精确的检测。
果蔬食品原料的质量检测的无损检测方法及适用果蔬品种
果蔬食品原料的质量检测的无损检测方法及适用果蔬品种1、高光谱成像技术该技术是遥感技术的一个部分，在近些年来，该技术备受人们的关注，在农业领域中得到了广泛的应用。
该技术乃是在近些年来被用于农产品质量安全评定的，在今后的发展过程中，该技术在农产品无损检测方面会有较大的发展前景。
在果品种，有学者应用该技术检测脐橙表面的农药残留，证明了该技术可以具有不错的检测效果，尤其是在对高浓度的农药残留检测上。
2、 X 射线技术所谓 X 射线检测，指的是利用射线穿透物质来进行检测的。
在对样品进行检测时，可以利用其衍射作用，或者是利用激发荧光的特性，通过对 X 射线与样品作用时激发的荧光进行捕捉。
该技术对于样品中所含的多种元素情况进行检测，尤其是对于重金属的检测更具有效果。
3、生物传感器法该技术是近几十年发展起来的一项技术，它是利用生物活性物质做敏感器件，然后配以适当的换能器构成分析检测工具。
当被测样品与分子识别元件结合之后，就会发生生物化学反应，然后通过对信号转换元件的利用，可以将其浓度转化为电信号，也可以转化为光信号，所得的信号经过放大之后，就能够对其进行分析检测。
较为常用的生物传感器分为以下几种：(1）免疫传感器、(2）细胞传感器、(3）酶传感器。
现如今，在食品添加剂、果品食品成分等检测工作中得到了广泛的应用。
4、激光诱导荧光技术该技术乃是利用激光激发物质发射荧光，这样就能够获得荧光光谱的谱线宽度，能够获得荧光谱峰值强度，这样就可以对物质进行定量以及定性分析。
从每种物质分子的能级结构来看，不同的物质分析，其能级结构肯定会有所不同，即便激发的条件一致，每种物质分子所发射的荧光特性也会有所差异，那么就可以通过以此为依据来对不同物质的数量以及种类进行检测。
由于该技术的灵敏度较好，这使得该技术的发展较快，其浓度检出限可以达到2X10-13mol/ L ,在未来的果品质量检测中，势必会有更大的发展潜力。
食品无损检测技术与原理
MAKL公司研制生 产的西瓜选果系统， 利用打击声波解析测 定装置，判定西瓜的 成熟度及内部空洞。 该选果系统已得到实 际应用。
www.geocities.jp/zozocyan2/ p2e/2003suika.htm
1、检测装置
西瓜声波检测装置示意图
光 电 式 果 高 测 定 装 置
2、基本检测原理
无损检测技术的应用
一. 二. 三.
生产过程的质量控制 成品的质量控制 产品流通和储藏过程中的品质检测
无损检测的特征
一. 二. 三. 四. 五. 六.
经济、环保 简便、易行 在线检测 连续测定 现场检测 信息量大
无损检测原理及方法
食品无损检测的主要方法
一. 二. 三. 四. 五.
力学方法 电学方法 光学方法 化学方法 生物方法
适熟西瓜
打击声波呈规则的指数衰 减波形，对称度为0.92— 0.98 ， 指 数 衰 减 率 为 0.12-0.18 ， 功 率 谱 峰 值 频率为132-164HZ
过熟或空洞西瓜
呈不规则的波形，指数 衰减率为0.10-0.16 ， 对称度为0.90-0.97 ， 功率谱峰值频率为110130Hz。
食品品质
1. 外表品质: 颜色、光泽、形状、大小等 2. 物理品质: 质量、硬度、粘度、弹性等 3. 内部品质：安全性、新鲜度、营养、口感等
理想检测方法
快速、准确、无损
无损检测的概念
非破坏性检测
无损检测的定义
无损检测：就是在不破 坏待测物原来状态、 化学性质等前提下，为 了获取与待测物的 品质有关的内容、性质 或成分等物理、化学 情报所采用的检测方法。
/shoping/type.asp?typeid=10
无损检测技术在食品品质检测中的应用研究
无损检测技术在食品品质检测中的应用研究随着生活水平的提高，人们对食品品质有了更高的要求，如何运用先进技术促进食品品质的提高，成了舆论界广泛关注的话题之一。
文章以无损检测技术分析为着手点，并详细介绍了光学原理检测法、声学原理检测法、电学原理检测法、力学原理检测法以及生物传感器这五种常见的无损检测技术在食品品质检测中的应用，以供商榷。
标签：无损检测技术；食品品质；检测；应用食品工业作为一种以农业、林业、畜牧业、渔业等产品为主要原料，并通过提取、制造等手段对原料进行加工，使之成为人们所需要的食品或半成品的工业体系，是一种连续且有组织的经济活动，从某种程度上来说，食品工业是农业、林业、畜牧业和渔业的深化及发展。
而品质则是一个衡量某一物体是否具有某种性质的模糊概念。
通常来说，食品品质主要包括三方面内容：首先，能体现物体外表特征的外表品质；其次，能体现物体基本物理性质的品质；最后，能体现物体内部特征的内部品质。
在这三方面内容中，随着人们对食品品质要求的提高，内部品质日益引起人们的重视。
此外，无损检测技术作为近年来得以推广使用的高科技技术之一，更是受到了国内外研究者的广泛关注。
基于此，本文笔者将结合自己的工作实践，就无损检测技术在食品品质检测中的应用问题进行研究，以期为食品品质的提高提供理论支持。
1 无损检测技術分析无损检测技术作为一种非破坏性检测，是指在不破坏待测物质原有状态以及化学性质的基础上，获得和待测物质品质相关的内容或成分等化学、物理信息而采用的检测方法。
它是以材料科学、电子学、物理学、信息技术、断裂力学以及人工智能等学科为基础而发展起来的一门应用技术，在产品质量控制中已得到了众多专家学者和科技人员的认可。
无损检测技术的检测过程主要包括采集数据和信号、处理数据、控制信号三大部分。
其中，采集数据和信号在无损检测过程中既是重点，又是难点，采集的数据是否准确直接关系到结论是否正确，而运用哪種方法进行信号采集是难点；处理数据主要是指运用计算机等现代化设备，对数据进行分析处理；控制信号主要是为了把检测结果显示到显示器上，为下一道工序服务。
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2
2015-07-13
全部样本的原始光谱图
• 为了颜色和形状的影响，市场购买白色平板的餐具或仿瓷 餐具53个。
• 一阶导后光谱
• Perking Elmer Spectrum ONE NTS 傅立叶变换近红外光谱仪和 Perking Elmer Spectrum Spotlight 傅立叶变换近红外图像系统
determining the total aerobic bacteria count in raw milk: interaction between bacterial metabolites and
water absorptions，Journal of Near Infrared Spectroscopy，Volume 16 Issue 6, Pages 497–504 (2008)
35
36
6
NIR TBC [ log (CFU)/ mL ]
2015-07-13
Calibration results for total bacteria count
7.5 0hr
6.5 3hr
5.5
4.5hr
6hr
4.5 9hr
3.5 SEP = 0.55 log CFU/mL
2.5 Bias = 0.09 log CFU/mL
• 图中的虚线为截止值，从图可以看出，有两个辣椒样品(蓝色正方形)被 误判为不属于辣椒类，且只有两个锯屑掺杂混合物被误判为属于辣椒类。
• 仿瓷餐具是一种以树脂为原料加工制作的外观类似于瓷的
仿
餐具，比瓷坚实，不易碎，而且色泽鲜艳，光洁度强，极受 儿童喜爱。
瓷
• 我国对仿瓷餐具的制作工艺有专门的标准要求，规定必须
for enhanced food
quality and safety.
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实验材料
A褐腐病苹果
B水心苹果
C正常苹果
• 仪器外光源 示意图
•检测原理
不同苹果内部组织对光散射吸收不同，反映可见-近红 外光谱透过能量不同，因此可以采用该方法对其鉴别。
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2015-07-13
物理污染
注水肉
根据《畜禽肉水分限量》国家标准规定的畜禽肉水分限量如 下：如果猪肉、牛肉、鸡肉的含水量＞77%，羊肉含水量＞ 78%，既可判别为注水肉。
• In this research, a novel infrared and laser range imaging system was proposed to estimate the internal cooking temperature of chicken breasts.
• It consisted of three subsystems: an IR imaging system, a laser range system, and an artificial neural network modeling system.
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• Our experiments showed that geometric variables played an important role in the endpoint temperature estimation. The accuracy achieved by our system was 1.54° C for mean absolute error, 2% for mean absolute percent error, and 3.08 (℃ ) for mean square error.
• 脲醛树脂（Urea-Formaldehyde Resin, U F）是尿素与甲 醛反应得到的聚合物。固化后成半透明状，耐弱酸、弱碱、 绝缘性好、耐磨性极佳、价格便宜、但遇强酸、强碱易分 解，
• 耐候性较差。热变形温度130℃，长期使用温度80 ℃。
• 由于尿素与甲醛反应的可逆性，加热至160 ℃ 分解产生氨 气同时变为氰酸，熔点132.7 ℃ ，超过熔点温度开始分解。 用脲醛树脂制造的餐具注入80 ℃ 以上的热水后可以闻到 一股尿味。
(b) The resulting NIR scan, indicating clearly the presence of the rubber
within the block of cheese.
55
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鱼
针在发泡塑料中 太赫兹成像
骨
塑料板上的头发 图像尺寸8mmx8mm
面粉中的头发
10
• 一些西方国家已把它列为禁止食用或限量食用的鱼种。
• 狭鳕鱼肉近红外扫描光谱
• 油鱼鱼肉近红外扫描光谱
油鱼
第 二 主 成 分 得 分 值
狭鳕鱼
第一主成分得分值
• 狭鳕鱼鱼肉和油鱼肉的主成分分析（PCA）图
微生物污染
鸡蛋产后表面常被体液、粪便等污染。这些部位在紫外 (365nm)和可见(415nm)光照射下，污染部分发出强烈的荧光， 由此可判别是否被污染。
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
pepper
0.4
orange peel
0.3
red brick
0.2
saw-dust
0.1
mix-orange mix-brick
0.0
mix-dust
-0.1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Sample number
• 预测集中样品的PLS-DA模型的判别结果
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• 石灰的化学成像(A)和二阶导数化学成像(B)
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残留农药的近红外检测
当心你吃的鳕鱼是油鱼
4
2015-07-13
• 油鱼与鳕鱼外形近似，非专业人士难以分辨。加之商贩销售 时，一般是将它加工成鱼段、鱼片，消费者就更是难以辨别。
• 油鱼是棘鳞蛇鲭和异鳞蛇鲭的通称，分布于热带和温带海域， 属低价鱼类，主要用于提炼工业用润滑剂———它含有一种 名为蛇鲭毒素的天然蜡酯。蜡酯在人体内难以消化，食用后 容易导致胃痉挛，油脂囤积在直肠，导致排油性腹泻。
1.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 Actual TBC [ log(CFU)/ mL ]
37
Infrared and Laser Range Imaging System for Noninvasive Estimation of Internal Cooking Temperature in Poultry Fillet
The combined IR and
laser range imaging
system showed the
potential for real-
time, non-contact and
non-invasive
estimation of the
internal cooking
temperature in meat
5
3. 在过程监控方面的进展
• 现代牧场已经实现了每一头奶牛生产数据计算机 管理，如计算机配料、投放、产奶量计量等。
• 但每一头牛的产奶质量在近红外技术之前尚无实 现实时测量。
31
在线拒绝劣质原奶 原奶
优质原奶 血奶和高体细胞的原奶
模式识别法 判别结果
不同体细胞含 量检测结果
2015-07-13
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在安全检测方面的进展
Spectral acquisition of raw milk with transmittance method
Sirinnapa Saranwong and Sumio Kawano：Interpretation of near infrared calibration structure for
食品质量安全无损检测技术
中国农业大学 食品科学与营养工程学院 食品质量无损检测实验室
韩 东海 010 62737503
2015.7.18
2015-07-13
内容简介
• 无损检测技术主要用于食品质量检测，有时可用于 食品安全检测。
• 无损检测技术发挥的是快速、非破坏、傻瓜型特点。 • 无损检测技术更适合于食品加工企业的内部管理。 • 无损检测的主流技术是近红外光谱分析。 • 理论上，所有食品均可用近红外技术检测。 • 不适合微量成分、痕量成分的检测。
体是有害的。
合格密胺餐具无明显刺激性。 局部有被烧焦颜色，变色部
餐具加热实验
分起皮（鱼鳞状）。
以脲醛树脂为原料的餐具杯身已明显变形、
微波前
凹凸不致、颜色明显不均。可以闻到令人恶
心的异味，并明显有刺激感、双眼催泪、令
人难以忍受。
微波前
微波后
微波后
摘自王珊：仿瓷餐具安全性探究_不合格仿瓷餐具的潜在 安全隐患不可漠视， FORTUNE WORLD 2009.11
化 学 成 像
A A
• 近红外结合显微成像
1.05
1.0
7079
A
0.9
0.8
1.35 1.2 B
1.0
0.69 7800.0
6000 cm-1
4000.0
0.78 7800.0
6000 cm-1
• 石灰类物质近红外光谱(A)和小麦粉近红外光谱(B)
4000.0
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A
B
A
B
• 人工样本总吸收图(A)和二阶导数总吸收图(B)
以上的掺红砖辣椒
粉(“mr”) 被判 定为不属于辣椒类，
• 掺杂混合粉的分类结果
因此该模型可正确 鉴别出混合比例在 8%以上的掺红砖辣 椒粉；
• 对于掺锯屑辣椒粉，当混合比例在12% 以内都被判定为属于辣椒内，说明该 模型仅可正确鉴别出混合比例在13%以 上掺锯屑辣椒粉。