摘 要：食品安全是關系民生的大事，我國“十三五”國家食品安全規劃中明確提出要加大對食品安全工作投入力度，加快建設職業化食品檢查員隊伍，增強對食品安全工作各項保障。食品安全篩查不僅指摻假食品篩查、添加劑超標篩查、重金屬含量超標篩查、農獸藥殘留超標篩查等，也包括食品外觀品質篩查、成品質量篩查和流通儲存過程中品質監測等?；诖?，本文簡要地分析無損檢測技術在食品安全快速篩查中的應用，希望可以為相關的工作人員提供一定的參考。
關鍵詞：無損檢測技術；食品安全；快速篩查；應用
Abstract：Food safety is related to people"s livelihood event， the 13th Five-Year national food safety plan explicitly proposes to increase the food safety work investment， accelerate the construction of occupation food inspectors， to enhance the security of food safety work. Food safety screening not only refers to the adulteration of food additives screening， screening， screening of heavy metal content exceed the standard， exceed the standard pesticide residues exceed the standard screening， including food appearance quality screening， product quality screening and circulation storage process quality monitoring. This paper analyzes the application of nondestructive testing technology in rapid food safety screening briefly， hoping to provide a reference for the relevant staff.
Key words：Nondestructive testing technology； Food safety； Rapid screening； Application
中圖分類號：TS207
作為一種新興的檢測技術，無損檢測技術與傳統的檢測技術有很大區別，該方法可以在不破壞樣品的前提下完成檢測，因此在食品分析中得到了廣泛的應用，同時也受到了越來越多科研人員的關注。
1 無損檢測技術
無損檢測技術將不損壞被檢測對象作為前提條件，通過技術手段探知被測物體的內部特征以及外部結構，利用被測物體對聲、光、電、磁等方面的影響，分析得出其數量及性質，屬于當前一門新興的學科，具有綜合性。無損檢測技術分為多種類別，目前常用的無損檢測技術有聲學特性分析法、電學特性分析法、學特性分析法、電磁與射線檢測技術和機器視覺技術檢測法，這5大類檢測技術包含了超聲波、核磁共振以及X射線等多項先進技術。農產品的農藥殘留問題一直是人們關注的重點內容，所以當前農藥和重金屬殘留的近紅外光譜和X光衍射檢測技術是無損檢測發展的重點內容。
2 無損檢測技術類別
2.1 計算機視覺技術
計算機視覺技術可以檢測出農產品的成熟度、顏色、新鮮程度等多種性質，該技術是在圖像識別技術的基礎上發展起來的，當前在快速檢測領域的應用十分廣泛[1]。在計算機視覺技術基礎上，目前針對水果和牛肉的色度以及新鮮程度的檢測已建立了快速的檢測方法，并得到了廣泛的應用，也取得了很好的效果。隨著科技的不斷發展進步，計算機視覺系統已不只局限于可見光區域內，當前在X射線、紅外線、遠紅外線等不可見光領域視覺系統也取得了進步，高光譜圖就是人們利用特定長度的光波開發研制出來的一種新型的計算機視覺技術。與之前的光譜圖相比，高光譜圖是三維的，也被稱為圖像塊，分辨率更高，甚至可以達到納米級別，其中有兩個維度的信息是坐標信息，第三個維度的信息是波長信息，當前以高光譜圖技術為基礎的計算機視覺檢測技術已經發展成為機器視覺系統，并成為農產品檢測技術的一種發展趨勢，前景較好。
2.2 近紅外檢測技術
近紅外的波長介于紅外區與可見光區之間，近紅外光的光譜早在18世紀就被發現了，但由于當時的計算和分析技術有限，譜帶之間相互重疊較多，并且解析也較為復雜，所以一直沒有被開發應用。隨著科學技術的不斷發展，尤其是計算機技術的飛躍性進步，為紅外檢測技術的發展提供了技術支持，支持向量機識別技術的應用使得近紅外光譜被應用在農產品品質檢測中，尤其是對污染物的檢測更是取得了突破性的進展。其所依據的是在近紅外光區利用漫反射光譜對來自于被檢測物體的一些信息進行定量分析，之后判斷被檢測物體的品質[2]。其中近紅外光譜可以根據檢測對象的不同細化分為近紅外透射光譜和近紅外反射光譜兩種，透射光譜很重要依據透射光與入射光之間的比例判別被檢測物的信息，而反射光譜是根據反射光與入射光強度的比例關系判別檢測物的品質。
2.3 電磁特性檢測技術
當前，電磁特性檢測技術也是農產品無損檢測中常用的技術，其原理是被檢測物體在電場和磁場中的電特性參數以及磁特性參數會產生變化，進而反映出被檢測樣品的性質。由于電磁特性檢測技術多應用的設備比計算機視覺檢測技術和近紅外檢測技術要簡單，并且獲得的數據在處理時也相對容易，所以該方法的應用前景十分廣闊[3]。另外，由相關的研究可知，高速單脈沖核磁共振技術對于評價水果和蔬菜的質量是具有研究價值的，尤其在評價成熟度方面目前已經取得了較大的進步。
3 無損檢測技術在食品安全快速篩查中的應用
3.1 計算機視覺檢測技術
Vidal等以柑橘收獲時的標準顏色指數為基礎，開發了一種能夠在收獲果實時對其預分類的計算機視覺系統移動平臺作為收獲任務的輔助，該系統對柑橘顏色指數預測的可靠性達到92.5%。楊祖彬等提出一種改進的計算機視覺檢測技術，建立了臍橙表面損傷識別系統，該方法對完好臍橙檢測準確率為97.2%，臍橙損傷識別率為97.6%，與傳統方法相比完好臍橙檢測的準確率提高了23.8%，臍橙損傷識別率提高了16.7%，改進后檢測速度由原先的5個/s提高到
10.5個/s。李文萃等利用計算機視覺技術探索茶葉加工工序中RGB、HSB和Lab等3種顏色模式的9個色澤參數與茶葉成分的相關關系，結果表明與水分含量相關性最大的是色澤參數a，相關系數為0.961，與水浸出物和茶多酚含量相關性最大的是色澤參數R，相關系數分別為0.933、0.942，該研究為茶葉加工過程中色澤在線監測和工藝適宜程度提供了理論依據。
Mez-Sanchis等利用計算機視覺技術檢測了由青霉屬真菌引起的柑橘類水果腐爛，準確率達到98%。Kurita等和Blasco等利用計算機視覺和貝葉斯判別分析對柑橘果皮損傷進行了檢測，準確率達到86%。
3.2 近紅外光譜檢測技術
郭志明構建了蘋果品質近紅外漫反射在線檢測系統，利用在線獲取的透射光譜數據，釆用逐步多元線性回歸提取特征波長建立了蘋果可溶性固形物在線檢測模型，經獨立樣本集驗證，預測相關系數為0.935 8。屠振華等利用傅里葉近紅外光譜儀采集光譜信息，分別采用偏最小二乘法-判別分析（partial least squares-discriminantanalysis，PLS-DA）、獨立軟模式法（soft independent modeling of classanalogy，SIMCA）、誤差反向傳播神經網絡（error backpropagation neural network，BP-ANN）和最小二乘支持向量機（least squares support vector machine，LS-SVM）等模式識別方法，進行蜂蜜摻假識別研究，結果表明利用最小二乘支持向量機模式時，校正集和驗證集的正確判別率均達到了100%，效果最佳。Jha等采用1 200～2 200 nm波長的透射光譜，檢測多個芒果品種的可溶性固形物含量和有效酸，分別建立了多元線性回歸的偏最小二乘模型，可溶性固形物和有效酸最佳模型的預測集相關系數分別為0.762和0.703。Jamshidi等提出并建立了一種基于光纖可見近紅外光譜與化學計量學相結合測量殺蟲劑殘留的方法，以黃瓜中二嗪磷農藥殘留檢測為例，在不同預處理樣本的光譜信息基礎上分別建立PLS-DA模型和PLS模型來確定樣本二嗪磷殘留是否超標，其檢測平均值和預測值無顯著性差異（P>0.05），因此該系統可用于黃瓜二嗪磷農藥殘留快速初步篩查[4]。
3.3 電磁特性檢測技術
核磁共振技術是磁距不為零的原子核在外加直流磁場作用下吸收能量，會產生原子核能級間的躍遷，通過縱向馳豫、橫向馳豫、自旋回波和自由感應衰減等參數來研究高分子結構和性質的技術。Heude等提出了一種基于NMR的快速評估魚的新鮮度和品質的方法，可以快速確定魚的新鮮度和品質質量的2個成熟的指標——K值和三甲胺氮含量。該方法所獲得的結果與常規更繁瑣的用于確定K值和三甲胺氮含量的方法一致且該方法不需要任何的提取步驟。Liu等采用NMR技術研究了年齡對鴨肉化學成分的影響。研究結果表明，在4個不同時間段的鴨子的提取物之間有顯著差異：隨著年齡增加，乳酸和腺苷增加，而富馬酸鹽、甜菜堿、牛磺酸、肌苷和烷基取代的游離氨基酸則減少，這些結果有助于更好地評估鴨肉的質量[5]。Sorland等使用低場核磁共振技術對肉中的總脂肪和水分含量進行準確的測定，該方法可以在水分存在的情況是實現對脂肪的準確測定且不需要對實驗數據進行復雜的處理，具有安全、快速、準確等優點，同時，該方法在含糖的系統中也可以快速測定水的含量。
4 結語
近年來，隨著社會中食品安全事件不斷發生，食品的安全檢測更是引起了人們的廣泛關注。當前食品檢測正向著無損檢測的方向發展，計算機視覺技術、遠紅外光譜技術以及電磁特性檢測技術在農產品檢測中都發揮了很大作用，并且也取得了很大進步，無論是在產地檢測環節、品質分析環節，還是在投入品評價環節都已得到了廣泛應用。
參考文獻：
[1]韓東海.無損檢測技術在食品質量安全檢測中的典型應用[J].食品安全質量檢測學報，2012（5）：
400-413.
[2]閻 偉.無損檢測技術在食品質量安全檢測中的典型應用分析[J].食品安全導刊，2015（33）：167-168.
[3]蔣士強.對食品與農產品安全快速篩查和檢測技術的展望[J].現代科學儀器，2009（1）：121-122.
[4]句立言，王世平，王 勇.食品安全快速檢測技術應用進展[J].中國衛生工程學，2011（2）：165-168，170.
[5]萬宇平.快速檢測技術在食品安全監管中的應用及發展新方向[J].北京工商大學學報自然科學版，2011（4）：1-5.