【正文】 從外觀無法得出的樣品內(nèi)部品質信息，是食品科學的一個重要研究熱點。 　近紅外光譜分析技術 　　近紅外光（Near Infrared，NIR）是介于可見光和中紅外光（MIR）之間的電磁波，ASTM定義的近紅外光譜區(qū)的波長范圍為780～2526nm [1]。近紅外光譜主要是由于分子含氫基團XH （X=C 、N 、O ）振動產(chǎn)生的，不同基團（如甲基、亞甲基、苯環(huán)等）或同一基團在不同化學環(huán)境中的近紅外吸收波長與強度都有明顯差別，NIR 光譜具有豐富的結構和組成信息，非常適合用于碳氫有機物質的組成與性質的測量。其主要特點是：30 s內(nèi)就可快速給出分析結果，可進行在線分析；制樣簡單，信息量大，可同時測定多組分；經(jīng)定標建模后，無須用其他常規(guī)化學分析手段，不使用有毒有機試劑，無污染，非破壞性分析，可實現(xiàn)產(chǎn)品的無損質量檢測；可使用光纖，從而可實現(xiàn)遠程分析檢測。但建立模型需要大量有代表性且化學值已知的樣品，模型需要不斷的維護改進，另外近紅外測定精度與參比分析精度直接相關，在參比方法精度不夠的情況下，無法得到滿意結果[2]。 　　目前近紅外光譜分析技術在農(nóng)產(chǎn)品和食品中的研究應用主要集中于糧食、水果等原料分級、成熟度、新鮮度、含水量、含糖量、酸度等主要指標的測定中，以及肉類和乳制品的蛋白質、脂肪含量、新鮮度的測定中。 　超聲波技術 　　超聲波檢測是利用低能量超聲波對食品進行無損檢測，其特點是頻率較高、能量較低和大多采用脈沖操作。因為能量低，所以聲波通過時不會根本改變介質的物理和化學性質。超聲波檢測技術具有快速和非破壞性的優(yōu)點,超聲波檢測技術可以用于人工檢測,但更多地應用于在線自動快速無損檢測,它具有適應性強、對人體無害、檢測靈敏、使用靈活等特點。 　電物性技術 　　物質的電特性包括導電特性和介電特性等,介電特性是生物分子中的束縛電荷對外加電場的響應特性,它的應用范圍非常廣泛,在農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮、電加工、品質檢測、篩選分級等方面都顯示出特殊的優(yōu)勢。通過介電特性和含水率之間的關系可以用來測定水稻、玉米等農(nóng)產(chǎn)品的新鮮度、保存狀態(tài)和內(nèi)部品質，通過介電特性和果蔬中的糖酸含量、含水率之間的關系可以應用于果蔬分級和貯藏加工。此外，導電率和電容率測定法可用來監(jiān)控發(fā)酵過程一些指標,如發(fā)酵液的成分、溶解氧含量、溫度、pH值等。 　機器視覺技術 　　隨著圖像處理技術的發(fā)展及計算機硬件成本的下降和運算速度的提高, 利用機器視覺系統(tǒng)對食品和農(nóng)產(chǎn)品品質進行自動檢測和分級在國外已有研究和應用。機器視覺是研究計算機模擬生物宏觀視覺功能的科學和技術，即用攝像機和計算機等機器代替人眼對目標進行測量、跟蹤和識別，并加以判斷。機器視覺系統(tǒng)主要有3個部分：圖像獲取、圖像分析和處理、輸出顯示或控制?；谟嬎銠C視覺的自動檢測和分級技術在檢測時不損壞檢測物本身，即能做到無損檢測,具有與其他方法不可比擬的優(yōu)勢。 　電子感官檢測技術 　　電子感官檢測分技術為電子鼻技術和電子舌技術，電子鼻也稱嗅覺傳感器技術，電子舌技術也稱味覺傳感器技術或人工味覺識別技術。電子感官檢測器主要由傳感器陣列和信號模式識別系統(tǒng)組成。檢測時，傳感器陣列對液體試樣產(chǎn)生響應并輸出信號，響應信號經(jīng)計算機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理和模式識別后，得到反映樣品味覺或嗅覺特征的結果。傳感器輸出的并非樣品成分的分析結果，而是一種與試樣某些特性相關的信號模式，這些信號通過具有模式識別能力的計算機分析后，能得出對樣品味覺或嗅覺特征的總體評價，在農(nóng)產(chǎn)品檢測與分級上具有廣闊的應用前景。 3　無損檢測技術在啤酒生產(chǎn)中的應用前景 　無損檢測在啤酒原輔料質檢中的應用 　　安嶺[3]等利用近紅外透射光譜技術評價大麥的品質，，所需樣品量少，不需粉碎,只需幾十秒鐘即可得到大麥的水分、蛋白質。應用近紅外光譜技術還可以快速對啤酒生產(chǎn)的其他主要原輔料進行水分、蛋白質、麥芽糖、淀粉的測定，大大縮短原料收購過程的抽檢過程，為啤酒糖化工藝條件的調(diào)整提供依據(jù)。此外使用近紅外光譜技術還可以對原料進行產(chǎn)地、品種、收獲季節(jié)的鑒定[4]。 　　大麥能否發(fā)芽，對于提高原料的利用率，改善成品啤酒的泡沫性能，提高啤酒的非生物穩(wěn)定性起著關鍵性的作用。王慶惠等[5]對小麥等多種谷物種子進行了介電性的測試發(fā)現(xiàn)介電常數(shù)小的種子, 萌發(fā)迅速整齊, 幼苗健壯。采用介電常數(shù)測定法可以在瞬時測定出種子的介電常數(shù)，從而根據(jù)建立的數(shù)據(jù)模型預測出大麥的發(fā)芽率和發(fā)芽力，使傳統(tǒng)的3～5 d的測定時間大大縮短，同時介電測定后的大麥仍可以正常的發(fā)芽，避免了原料的浪費。此外介電常數(shù)的測定還可以預測大麥的含水量。 　　啤酒花及制品中苦味質、α酸、酒花油等主要風味物質的含量是重要的質量指標，傳統(tǒng)方法采用紫外吸收分光光度法，操作復雜，需要大量樣品處理的時間。建模后，啤酒花的主要品質指標有望通過近紅外光譜分析技術同時測定其色澤、水分、苦味質、酒花油等成分，大大縮短其分級質檢的時間，同時還有利于麥汁生產(chǎn)乃至成品啤酒中酒花添加量的準確計算。 　無損檢測在啤酒糖化階段質檢中的應用 　　麥汁的質量直接關系到啤酒的品質。啤酒釀造的糖化階段主要目的是將麥芽及大米等原輔料中的大分子物質分解成酵母菌可以發(fā)酵利用的小分子物質，同時產(chǎn)生麥芽汁特有的麥芽香氣，增加酒花香氣，提高啤酒的非生物穩(wěn)定性和泡沫性能。但傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中，糖化階段只能快速分析出麥汁糖度的變化，而對于影響啤酒非生物穩(wěn)定性和泡沫性能的蛋白質的測定無法快速測定。采用近紅外光譜分析技術可以在短時間內(nèi)快速測定飲料中糖度、總酸、蛋白質含量等多種成分，在糖化生產(chǎn)中的應用，可以有效快速地指導糖化工藝控制，有利于高品質麥汁的生產(chǎn)。 　無損檢測在啤酒發(fā)酵及貯酒階段質檢中的應用 　　啤酒發(fā)酵過程的影響因素很多,如麥汁的成分、溶解氧含量、溫度、pH值等。其中酵母菌濃度是確定發(fā)酵產(chǎn)物得率的一個重要指標,傳統(tǒng)的控制方法是離線檢測,難以實現(xiàn)發(fā)酵的自動控制。王貽俊等[6]以含酵母的啤酒麥芽汁為研究對象,得出了介電常數(shù)與酵母濃度和測試頻率具有相關性,發(fā)酵液中酵母濃度越大,介電常數(shù)也越大,提出了優(yōu)于傳統(tǒng)干重法和光密度法的新的實時在線檢測方法，為啤酒連續(xù)發(fā)酵技術的應用，以及發(fā)酵工藝參數(shù)的自動化控制提供了物質基礎。 　　酒精含量和原麥汁含量是啤酒質量的重要指標之一，傳統(tǒng)方法分析時間長，操作繁瑣。采用近紅外光譜分析技術可以直接測定啤酒發(fā)酵液或啤酒中酒精含量和糖度，大大簡化了質檢工作量，同時可以實現(xiàn)發(fā)酵工段在線監(jiān)督。陸道禮等[7]采用近紅外光譜技術測定了啤酒中乙醇的含量，將試驗結果與氣相色譜法的測定結果進行比較。李代禧等[8]用偏最小二乘法對啤酒的近紅外光譜與其中的酒精度、原麥汁濃度以及總酸含量等3種主要成分進行了線性回歸，并建立起相關的模型，利用所建立的模型對未知樣中的上述3種成分進行預測，結果令人滿意。 　　雙乙酰是啤酒中重要的風味物質，其含量是啤酒發(fā)酵成熟的重要標志，傳統(tǒng)檢測操作時間長達1 h以上。對于啤酒或啤酒發(fā)酵液的其他風味物質，無法準確直觀地定量反映。電子舌和電子鼻技術可以實現(xiàn)一次建模反復多次使用，不需要復雜試劑為參照，甚至可以準確鑒定啤酒發(fā)酵的周期、啤酒的品種類型、產(chǎn)地和原料種類等用氣相色譜、液相色譜和感官評定無法實現(xiàn)的一些特性的測定。田曉靜[9]采用電子舌對不同廠家、不同品種和不同貯存時間的啤酒進行了檢測，結果表明，電子舌可以快速有效地鑒別啤酒的品種、產(chǎn)地和貯存期，對啤酒的老化能很好地客觀反映，操作簡單快速，不需要對樣品進行任何前處理，其結果能夠判斷有關對判斷啤酒品質具有重要的實踐意義。 　無損檢測在啤酒灌裝階段質檢中的應用 　　啤酒灌裝階段中傳統(tǒng)的檢測項目主要包括啤酒瓶的質檢和啤酒澄清度的檢測，一般多采用光照檢測或肉眼檢測法。這種方法效率較高，設備簡單，但也存在啤酒瓶顏色深透光性差，檢測員視覺疲勞的問題。L. Elvira等[10]采用8通道超聲波檢測器對紙盒包裝的超高溫滅菌奶進行了微生物檢測，結果表明，超聲波檢測法可使菌落總數(shù)的測定時間縮短至7 h，完全可以像總酸或pH檢測一樣實現(xiàn)無損檢測，以及實時在線檢測，此法在啤酒微生物濃度測定上有著重要意義。超聲波可以很好地檢測出飲料包裝罐中的異物，縮短了易拉罐裝啤酒的異物檢測時間，具有應用價值。21 / 2