初探超声波技术在食品检验中的应用

王欣欣

随着生活水平的不断提高，人们对食品品种和质量的要求越来越高，食品市场也在不断变化。为了开发更多受欢迎的新产品，不断提高食品质量，提高市场竞争力，食品检验越来越受到企业的重视。作为食品检验技术的一种，超声波技术由于成本低、实用性强、易操作等特点，在食品检验行业得到了广泛的应用。

一、超声波技术的内涵

超声波是高频声波，频率在20khz以上，优点是能够很好地通过固体和液体。由于高频特性，超声波具有良好的倍增性能和极低的液固阻尼。超声波技术是一种与超声结合的技术，利用超声波与记录材料的相互作用来检测其内在物理和化学性质。根据Hock定律，介质以膨胀或压缩的方式传播声波，在声学传播过程中，介质的特性没有被彻底破坏。

二、在食品领域的具体应用

超声波技术具有设备简单、方便高效、操作简单、性价比高等优点，被广泛应用于化工、材料、海洋、医学、食品等领域。在食品行业，超声波提取技术和超声波结晶控制技术是最常用的两种。对酶、碱类、苷类及多糖等的提取主要应用的是超声提取技术；而超声波结晶控制技术主要是利用超声波良好的定向作用，通过高能超声有效控制食品内部结晶的速度和过程，保证不受外界污染，结晶均匀细腻，主要用于制作冰激凌、巧克力等速冻食品以及冻肉、海鲜等食品。

1.肉禽制品。超声在肉禽类食品中的应用主要是超声晶化控制技术，破坏肉的肌原纤维，用渗透性粘液促进鸡、鱼、猪、牛等肉制品的合成，主要作用是防腐、贮藏和开发新产品。

2.乳状液体。在乳化液中颗粒运动时，油相中的液体转移到水相，形成乳化包裹。虽然这种现象不能解释乳化液质变现象，但却经常被消费者看作是一种质变，因此生产者必须注意到油相的含量和分布是否被有效识别，问题是否得到解决。不过，通常是通过光的散射来观察油相的运动，通过速冻技术来确定油相的位置，这两种方法都存在一定的局限性，在观测数据时效率也较低，很难得出准确的结论。而超声技术可以有效地检测微粒散射和聚集现象，而且超声探伤仪操作简单、使用方便，可以有效提高超声探伤的质量和效果。

三、在食品检测中的具体应用

近年来，超声波技术在食品检测领域也得到了广泛应用。超声波检测主要是通过降低介质中声波的幅度和速度来实现检测，对于食品企业来说，检测技术可分为连续和脉冲两种。

连续性技术就是利用高能声波对对应的物体组织结构进行处理，并不断地进行破坏。由于其頻率低于100kHz，且操作复杂，能量一般可达10Kwa，因此对技术人员和仪器的使用要求较高。同时通常会在乳化过程中发生化学反应，进而破坏专门的研究设备，如生物细胞、胶体乳化等。

脉冲法主要是利用低能超声波来检测和处理相关物体的组织，频率可达0.1-0.2MHz，且能量一般小于100MW。因此，这种超声波技术不仅能量低、频率快，能通过介质同时改变物性实现检测，而且操作简单，对设备要求低，虽然精度有所降低，但已足够用于食品等行业的检测。