第-一-章-食品无损检测：绪论

食品无损检测潘磊庆南京农业大学食品科技学院E-mail:[e-mail]:025-84399016138517943012019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院2食品无损检测作者：陈斌ISBN：750255175出版社：化学工业出版社出版日期：2004-3-1定价：25.00元作者：应义斌韩东海主编出版社：化学工业出版社出版日期：2005年5月定价：40.00元作者：邹小波//赵杰文出版社：轻工业出版社出版日期：2008-1-1市场价：35.00第一章绪论本章要点：了解1.常用的无损检测技术；2.无损检测技术的应用。掌握1.食品、农产品、品质的概念；2.无损检测的定义和原理；3.无损检测一般步骤。2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院4一农产品/食品/品质农产品:一般是指从农业生产中获得的产品，如谷物、水果、蔬菜、肉、蛋、奶、水产品等初级产品；2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院52019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院6食品:指经过一次加工的各种食用油、糖类、奶粉、蛋粉、面粉等，以及加工成半成品和成品的面条、面包、馒头、糕点、豆腐、果汁、果酱、粥饭等。2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院72019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院8食品与农产品的品质有三个方面的内容：①一是反映物体外表特征的外部品质；（表面颜色、表面光泽、表面平整度、物体的外表形状以及尺寸大小等内容）②二是反映物体基本物理性质的品质；（质量、密度、弹性、硬度和黏度等内容）③是反映物体内部特征的内部品质。（安全性、成熟度、新鲜度、营养成分的组成、味觉、口感、病虫害的检测等内容）2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院9苹果2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院10二、无损检测简介无损检测:（非破坏性检测）在不破坏待测物原来的状态、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查方法。2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院11优点：✎与现行的理化分析法不同，无损检测的方法无需大量的试剂、溶剂等化学药品，不会造成环境污染。✎无损检测的方法不需要分析的前处理工作，试样制作简单，可迅速分析，且分析精度高。✎无损检测的方法因能即时检测，适用于在线检测(即在流水线上检测)。✎无损检测的方法可以在单元操作下获得多个信息。2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院12缺点：（1）初次投入的成本比较高，适合规模化生产；（2）对产品中的微量成分的检测比较困难。（农药、兽药残留等）2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院13应用形式：一、生产过程质量控制中的无损检测。它可以剔除每道生产工序中的不合格产品，并把检测结果反馈到生产工艺中去，指导和改进生产，监督产品的质量。二、用于成品的质量控制。它主要是检验产品是否符合国家或行业的质量标准，保证食品与农产品的安全性。三、产品流通和贮藏过程中的品质监测。规定的保质期、保存期中的品质监控，同时也为及时发现伪劣产品，打击制假和不合格产品提供科学的依据。2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院14三、无损检测原理原理：从外部给待测物一个激励能量，待测物受激励能量影响时，从输入和输出的关系可获得待测物的物理化学特性。待测物信号放大器信号检测处理待测物物理化学特性反馈信息2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院15无损检测方法：射线检测电学和电磁检测计算机图像处理声和超声检测光学方法检测力学方法检测2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院16四、常用无损检测技术(1)力学方法利用食品与农产品的力学特性(如振动频率、振动的吸收、硬度、弹性等特性)进行检测的方法。2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院17声波透射法：测定牛乳中脂肪含量及大豆的水分；超声波：检查家禽的肉质、脂肪层厚度、里脊肉断面等；（物体中密度有差异处的反射波）激振法：测定苹果、西瓜等的成熟度和内部缺陷，以及测定蛋和罐头食品的新鲜度等。2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院18(2)光学方法利用紫外光、可见光、红外光等光线和物体的相互作用而产生的透射、反射和吸收等现象进行检测的方法。光和待测物相互作用过程中，从紫外光到可见光范围内的光线能使组成食品与农产品物质的电子产生激励；2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院19紫外光：作激励光源照射食品与农产品表面获得荧光辐射，根据荧光的强度可以判别食品与农产品上附着的微生物的代谢物(主要是霉菌)。如花生类干果上附着的微生物及其代谢物(如黄曲霉素会发出荧光)。近红外线：测定食品与农产品的成分含量，可在40s内实时测定水分、碳水化合物、蛋白质、脂肪等9种食品的主要成分。2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院20(3)电磁学方法电磁法分为主动特性法和被动特性法两种。主动特性法：是利用待测物自身所具有的某种电磁特性(如生物电等)的测量方法；被动特性法：是将待测物置于电磁场内，利用其受电磁影响后反过来对外部环境施加影响的特性的测量方法。例如核磁共振(NMR)和电子自旋共振(ESR)等。2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院21(4)放射线法X射线、γ射线：一样具有透射、反射和漫射等性质。X射线主要用于：测定物体的密度差、判别内部缺陷和异物检出。判定球形瓜果类食品中的空洞(例如西瓜的空洞)；判定生菜的结球度；测定已损伤苹果及柑橘类水果的内部品质；2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院22五、无损检测的步骤建立物理信号和食品与农产品品质指标的一般步骤如下。①选择合理的检测系统和检测系统的参数设定。②收集包括可能出现的所有状态的样本，一般需要量在50～80个左右，其中一部分用作定标方程的建立，另一部分用作对定标方程的检验。③按统一的检测方法对全部样本进行物理信息的测定。④按国家标准或行业标准用法定的化学方法测量全部样本的待测成分的含量。⑤运用化学计量学方法建立定标样本化学测量值与物理检测数据之间的定标方程；⑥将预测样本的物理检测数据代人定标方程计算出待测成分的理论计算值。⑦进行预测样本的预测计算值与化学测量值之间的误差计算与分析，若误差不能达到预定的要求，则需要改变定标方程的建立方法，返回到第⑤步重新建立定标方程。2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院232019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院24物理检测参数与物料的待测成分之间建立关联的步骤和联系2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院25六、过程检测五个发展阶段分析化学的发展过程分为五个阶段：离线检测(off-line)、现场检测(at-line)、侧线在线检测(on-line)、定位实时在线检测(in-line)非接触性检测(noninvasive)。2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院26七、无损检测应用实例①加拿大/输出小麦/小麦的蛋白质含量/每年的样品约为60万:80％～90％采用近红外无损检测法——传统的凯氏(Keldal)定氮法；每年可节约50万美元检测费用。②米的食味主要因素/蛋白质、水分、淀粉等日本北海道农业试验场需要改良水稻的品种，由于季节性限制，要求半年内检查万个样品——效率高90倍的近红外法，成功地解决了困难。2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院27③光学无损检测和计算机图像处理青果物色彩分级机：分级的判定项目有成熟度、果皮色、受伤、变色果、果表面凹凸、二维图像、尺寸等。1986/日本：该机每小时选果65000只，相当于每天分选黄岩蜜橘60吨，而且由于分选工序少，可大大减少水果的碰撞损伤。米粒色选机：日本/稻米——挑出霉变米粒和未成熟米粒及其他杂质。2019年10月15日星期二南京农业大学食品科技学院28