初探超聲波技術(shù)在食品檢驗中的應(yīng)用

王欣欣

隨著生活水平的不斷提高，人們對食品品種和質(zhì)量的要求越來越高，食品市場也在不斷變化。為了開發(fā)更多受歡迎的新產(chǎn)品，不斷提高食品質(zhì)量，提高市場競爭力，食品檢驗越來越受到企業(yè)的重視。作為食品檢驗技術(shù)的一種，超聲波技術(shù)由于成本低、實用性強(qiáng)、易操作等特點，在食品檢驗行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。

一、超聲波技術(shù)的內(nèi)涵

超聲波是高頻聲波，頻率在20khz以上，優(yōu)點是能夠很好地通過固體和液體。由于高頻特性，超聲波具有良好的倍增性能和極低的液固阻尼。超聲波技術(shù)是一種與超聲結(jié)合的技術(shù)，利用超聲波與記錄材料的相互作用來檢測其內(nèi)在物理和化學(xué)性質(zhì)。根據(jù)Hock定律，介質(zhì)以膨脹或壓縮的方式傳播聲波，在聲學(xué)傳播過程中，介質(zhì)的特性沒有被徹底破壞。

二、在食品領(lǐng)域的具體應(yīng)用

超聲波技術(shù)具有設(shè)備簡單、方便高效、操作簡單、性價比高等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于化工、材料、海洋、醫(yī)學(xué)、食品等領(lǐng)域。在食品行業(yè)，超聲波提取技術(shù)和超聲波結(jié)晶控制技術(shù)是最常用的兩種。對酶、堿類、苷類及多糖等的提取主要應(yīng)用的是超聲提取技術(shù)；而超聲波結(jié)晶控制技術(shù)主要是利用超聲波良好的定向作用，通過高能超聲有效控制食品內(nèi)部結(jié)晶的速度和過程，保證不受外界污染，結(jié)晶均勻細(xì)膩，主要用于制作冰激凌、巧克力等速凍食品以及凍肉、海鮮等食品。

1.肉禽制品。超聲在肉禽類食品中的應(yīng)用主要是超聲晶化控制技術(shù)，破壞肉的肌原纖維，用滲透性粘液促進(jìn)雞、魚、豬、牛等肉制品的合成，主要作用是防腐、貯藏和開發(fā)新產(chǎn)品。

2.乳狀液體。在乳化液中顆粒運(yùn)動時，油相中的液體轉(zhuǎn)移到水相，形成乳化包裹。雖然這種現(xiàn)象不能解釋乳化液質(zhì)變現(xiàn)象，但卻經(jīng)常被消費(fèi)者看作是一種質(zhì)變，因此生產(chǎn)者必須注意到油相的含量和分布是否被有效識別，問題是否得到解決。不過，通常是通過光的散射來觀察油相的運(yùn)動，通過速凍技術(shù)來確定油相的位置，這兩種方法都存在一定的局限性，在觀測數(shù)據(jù)時效率也較低，很難得出準(zhǔn)確的結(jié)論。而超聲技術(shù)可以有效地檢測微粒散射和聚集現(xiàn)象，而且超聲探傷儀操作簡單、使用方便，可以有效提高超聲探傷的質(zhì)量和效果。

三、在食品檢測中的具體應(yīng)用

近年來，超聲波技術(shù)在食品檢測領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。超聲波檢測主要是通過降低介質(zhì)中聲波的幅度和速度來實現(xiàn)檢測，對于食品企業(yè)來說，檢測技術(shù)可分為連續(xù)和脈沖兩種。

連續(xù)性技術(shù)就是利用高能聲波對對應(yīng)的物體組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，并不斷地進(jìn)行破壞。由于其頻率低于100kHz，且操作復(fù)雜，能量一般可達(dá)10Kwa，因此對技術(shù)人員和儀器的使用要求較高。同時通常會在乳化過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而破壞專門的研究設(shè)備，如生物細(xì)胞、膠體乳化等。

脈沖法主要是利用低能超聲波來檢測和處理相關(guān)物體的組織，頻率可達(dá)0.1-0.2MHz，且能量一般小于100MW。因此，這種超聲波技術(shù)不僅能量低、頻率快，能通過介質(zhì)同時改變物性實現(xiàn)檢測，而且操作簡單，對設(shè)備要求低，雖然精度有所降低，但已足夠用于食品等行業(yè)的檢測。