食品安全快速檢測儀器課件

第10章食品化學(xué)成分的現(xiàn)場檢測生科學(xué)院第10章食品化學(xué)成分的現(xiàn)場檢測生科學(xué)院第10章食品化學(xué)成分的現(xiàn)場檢測

第10章食品化學(xué)成分的現(xiàn)場檢測

1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物和添加劑的快速檢測方法1.1.1化學(xué)快速檢測法化學(xué)快速檢測技術(shù)原理是有機磷農(nóng)藥（磷酸酯、二硫代酸酯、磷酰胺）在金屬催化劑作用下水解為磷酸與醇，水解產(chǎn)物與檢測液反應(yīng)可使檢測液的紫紅色褪去，根據(jù)檢測溶液色階的變化可以檢測出蔬菜中農(nóng)藥殘留量。此技術(shù)研制出的農(nóng)藥殘留速測靈，其檢測靈敏度為0.18～10mg/kg,檢測時間為5～10min,檢測成本為0.2～0.3元人民幣。

1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留

1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物和添加劑的快速檢測方法1.1.2酶活性抑制—分光光度法酶抑制技術(shù)是研究比較成熟、應(yīng)用最廣泛快速的農(nóng)藥殘留的微量和痕量快速檢測技術(shù)。其原理是有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥對乙酰膽堿酯酶（AChE）的特異性生化反應(yīng)。乙酰膽堿酯酶水解后，水解產(chǎn)物可與顯色劑反應(yīng)產(chǎn)生顏色，有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥對乙酰膽堿酯酶的特異性抑制作用，使它不能水解，從而無顯色反應(yīng)。

1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物和添加劑的快速檢測方法1.1.2酶活性抑制—分光光度法依據(jù)此原理，國內(nèi)外己研制出多種方法，如速測卡法、速測片法、農(nóng)藥殘留分光光度法、電化學(xué)生物傳感器法。目前市場上應(yīng)用最多的是農(nóng)藥速測卡法，此方法操作簡便、不需要配制試劑、不需要儀器、產(chǎn)品攜帶方便，特別適合用于對農(nóng)貿(mào)市場上的蔬菜進行初篩，該方法的檢出限大多在mg/kg水平，有的可達μg/kg水平。應(yīng)用酶活性抑制—分光光度法對蔬菜中有機磷及氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留進行了快速測定，并與氣相色譜法進行了對比，發(fā)現(xiàn)在檢出的32份抑制率大于50%的陽性結(jié)果中，與氣相色譜法的符合率為81.2%，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物和添加劑的快速檢測方法1.1.3酶聯(lián)免疫吸附測定法（Enzyme-linkedimmunosobrentassay，ELISA）ELISA測定法是利用標(biāo)記物的酶催化底物的顯色反應(yīng)來反映抗原抗體的結(jié)合過程，將酶催化底物的靈敏性與抗原抗體的特異性相結(jié)合。其基本原理是:抗原或抗體結(jié)合到某種固相載體表面，并保持其免疫活性；抗原或抗體與某種酶連接成酶標(biāo)抗原或抗體，這種酶抗原或抗體既保留其免疫活性，又保留酶的催化活性；引入了固相載體，使游離的酶標(biāo)抗原或酶標(biāo)抗體與酶標(biāo)抗原抗體復(fù)合物分離。該法的優(yōu)點是：可以通過顏色來快速做定性結(jié)果分析，特異性強、靈敏度高，酶標(biāo)板上一次可做多份樣品檢測。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物和添加劑的快速檢測方法1.1.3酶聯(lián)免疫吸附測定法（ELISA）兩種用于測定農(nóng)產(chǎn)品中硫丹含量的ELSIA方法，檢出限分別為0.8士0.1μg/kg和1.6士0.2μg/kg，檢測結(jié)果與GC法符合得很好，結(jié)論是ELISA法適用于快速定性定量檢測農(nóng)產(chǎn)品中硫丹含量。應(yīng)用ELISA法測定了12份水樣品中的11種殺蟲劑殘留，并與GC-MS法進行了對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ELISA法的檢出限比GC/MS法大約高一個數(shù)量級。應(yīng)用ELISA和免疫色譜測定牛奶和動物血液中慶大霉素含量，檢出限為牛奶中0.5ng/mL，血液中1.0ng/moL，含量在25～100ng/mL的范圍內(nèi)回收率為85～112%。應(yīng)用ELISA法檢測凍禽產(chǎn)品中的鹽酸克倫特羅（瘦肉精），取得了比較好的結(jié)果。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速檢測方法1.2.1光譜法測定食品中重金屬和有害元素含量的常用方法有原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法和原子熒光光譜法。但是，傳統(tǒng)的樣品前處理方法不能滿足快速檢測的要求，而微波消解技術(shù)的出現(xiàn)和快速發(fā)展，才有了一種很好的快速的樣品預(yù)處理技術(shù)，成就了食品安全快速檢驗技術(shù)的新天地。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速檢測方法1.2.1光譜法應(yīng)用CIP-MS法快速測定食品中多種微量元素的過程中采用了開放式微波消化法消解樣品，加入硝酸和雙氧水混合液以使消解完全。開放式微波消化法無高壓危險，可處理的樣品量大、安全性高，同時硝酸和雙氧水體系不會給CIP-MS帶來額外的多原子干擾。實驗證明，該方法在30min內(nèi)最多可以消化5g奶粉樣品，消化效率令人滿意。對12種元素（Al、Cr、Ni、Ge、As、Se、Ag、Cd、Sn、Sb、pb、Hg）的測定結(jié)果表明，大多數(shù)元素的回收率在85～110%之間，線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999，精密度值小于10%。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速檢測方法1.2.2紫外可見分光光度法紫外可見分光光度法具有操作簡單、靈敏度高、價格低等優(yōu)點，是食品行業(yè)中對食品添加劑和一些重金屬檢測的常用方法。雙硫腙比色法是食品中鉛含量測定的國標(biāo)方法，該方法原理是鉛與雙硫腙能夠生成最大吸收波長為510nm的紅色絡(luò)合物,并且吸光度與鉛含量成正比。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速檢測方法1.2.2紫外可見分光光度法應(yīng)用雙硫腙比色法測定了食品級石蠟中的痕量鉛，結(jié)果令人滿意，線性范圍為0~10.0mg/kg，檢出限為0.1mg/kg。改進上法，增加取樣量并改進所用儀器和試劑，測量效率和準(zhǔn)確度都得到了提高，在低濃度時的測量精密度也優(yōu)于原法。研究了Meso-四(4-三甲銨苯基）卟啉（TAPP）與鉛和鎘顯色反應(yīng)的最佳條件，提出了CCD（ChargeCoupledDevice，電荷耦合器件）陣列檢測分光光度法同時測定鉛、鎘含量的方法。該方法比常規(guī)分光光度法更為靈敏、準(zhǔn)確、快速，并具有多組份同時測定的優(yōu)點，可用于食品中鉛、鎘含量的檢測。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速檢測方法1.2.3電化學(xué)方法電化學(xué)方法被應(yīng)用在食品中重金屬和有害元素的檢測。用微電位溶出分析法可測定食品及水樣中鎘、鉛、鋅、銅含量，并與國標(biāo)法（雙硫腙法）進行對比，結(jié)果無顯著差異。該法的原理是:樣品中各種金屬離子溶出電位不同，溶出次序也不同，通過記錄溶出峰高，以標(biāo)準(zhǔn)曲線法或標(biāo)準(zhǔn)加入法可定量測定樣品中金屬離子的種類和含量。研究了砷的催化示波極譜測定，結(jié)果證明該法靈敏度較好，檢出限達0.001μg/mL,，抗干擾能力比銀鹽法強，可以用于食品、水質(zhì)、土壤、空氣中砷總量的測定。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速2、食品生物性污染的快速檢測方法

2.1紙片法紙片熒光法是利用細菌產(chǎn)生某些代謝酶或產(chǎn)物的特點而建立的一種酶-底物反應(yīng)法。其優(yōu)點是測試紙片生產(chǎn)工藝簡單，準(zhǔn)確度也較高。商品化的測試紙，是通過檢測有關(guān)酶的活性來檢測食品中大腸菌群和大腸桿菌，檢測時將熒光產(chǎn)物在365nm紫外光下觀察即可。2、食品生物性污染的快速檢測方法

2.1紙片法

2、食品生物性污染的快速檢測方法2.2電阻抗法電阻抗法原理是細菌在培養(yǎng)基內(nèi)生長繁殖的過程中，會使培養(yǎng)基中的大分子電惰性物質(zhì)如碳水化合物等代謝為具有電活性的小分子物質(zhì)，如乳酸鹽，這樣使培養(yǎng)基的阻抗發(fā)生變化，通過檢測培養(yǎng)基的阻抗變化情況即可檢測出相應(yīng)的細菌數(shù)量和種類。應(yīng)用電阻抗法對食品中細菌總數(shù)進行了檢測并與國家標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法進行了對比，結(jié)果無顯著性差異。

2、食品生物性污染的快速檢測方法2.2電阻抗法3、介電特性測定食品的介電特性是食品電物性之一。它在食品的加工、貯藏、保鮮、無損檢測等諸多領(lǐng)域都有應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的生理變化伴隨著電介質(zhì)特征參數(shù)變化，而這一變化可通過宏觀介電特性參數(shù)的檢測感知，而介電特性參數(shù)的檢測結(jié)果基本可以正確反映農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)情況，可迅速簡便地確定農(nóng)產(chǎn)品的含水率和吸濕性，檢測其品質(zhì)，確定其成熟度等。3、介電特性測定食品的介電特性是食品電物性之一。它在食品的加3.1介電特性介電特性是指生物分子中的束縛電荷對外加電場的響應(yīng)特性。大多數(shù)食品物料為電介質(zhì)，當(dāng)具有電介質(zhì)特性的食品物料處于電場中時，將發(fā)生極化現(xiàn)象，極化可分為以下幾種（1）永久極化:在具有離子結(jié)合的物質(zhì)內(nèi)，當(dāng)沒有外加電場時，分子就已經(jīng)發(fā)生了極化，叫做永久性極化；（2）定向極化:未加外界電場時，雙極子雜亂無章的排列在物體中，在外加電場后，永久性雙極子的方向?qū)⑵D(zhuǎn)于電場的方向。其結(jié)果作為總體平均而產(chǎn)生極化現(xiàn)象，稱此為定向極化；（3）離子極化:在離子結(jié)合形成的物質(zhì)中，由于外加電場的作用，正、負離子的相對位移發(fā)生變化，從而產(chǎn)生極化。也即正離子向局部電場方向偏移，負離子則向相反方向偏移，從而導(dǎo)致極化，稱此種極化為離子極化；(4)電子極化:分子中的電子在外加電場作用下發(fā)生偏移而導(dǎo)致的極化稱為電子極化。無論哪種極化方式，在電場中介質(zhì)的變化都伴隨著內(nèi)部電子、原子或分子跟隨電場方向的移動或轉(zhuǎn)動，這些極化現(xiàn)象決定了不同食品物料具有不同的介電特性，可以用介電參數(shù)來衡量。3.1介電特性介電特性是指生物分子中的束縛電荷對外加電場的響

3.2介電參數(shù)介電特性的主要參數(shù)有相對介電常數(shù)εr’

、相對介質(zhì)損耗因數(shù)εr”、介質(zhì)損耗角tanδ和介質(zhì)等效阻抗|Z|。介電常數(shù)是電介質(zhì)固有的一種物理屬性，可表示電介質(zhì)存儲電場能量的能力，反映該電介質(zhì)提高電容器電容量的能力。損耗因數(shù)εr“反映電介質(zhì)在交流電場中損耗的能量。介質(zhì)損耗角正切tanδ也是反映能量的損耗。介質(zhì)損耗角δ是交流電的總電流I（或總電壓V）與電容電流Ic（或電容電壓Vc）的夾角。

3.2介電參數(shù)介電特性的主要參數(shù)有相對介電常數(shù)εr’、相3.2介電參數(shù)電介質(zhì)分子中的電子受到很大的束縛力，致使電子不能自由移動，故電介質(zhì)在一般情況下不導(dǎo)電。若將電介質(zhì)置于外加電場中，電介質(zhì)將被極化，產(chǎn)生相反電場，因而會減少電場中兩電荷間的作用力，減小電容器帶電極板間的電位差，使電容量增大。電介質(zhì)一般具有固定的介電常數(shù)（電容率），表示該物質(zhì)可能貯存的電場能量。它反映了該物質(zhì)提高電容器電容量的能力。在電場的作用下，電介質(zhì)分子間發(fā)生碰撞和摩擦，電介質(zhì)將吸收一部分電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使其發(fā)熱。介質(zhì)在電場作用下發(fā)熱而消耗能量，稱為介質(zhì)損耗。交變電場的頻率越高，介質(zhì)釋放的熱能越多。介電常數(shù)是表征電介質(zhì)電性能的宏觀參數(shù)，它是電介質(zhì)足夠大區(qū)域內(nèi)的平均值，概括了物質(zhì)的所有接點和光學(xué)特性。3.2介電參數(shù)電介質(zhì)分子中的電子受到很大的束縛力，致使電子不

3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1介電特性在油脂品質(zhì)檢測中的應(yīng)用基于極化分子含量與油脂的介電特性有關(guān)，用油脂的介電特性來確定油脂品質(zhì)的好壞在理論上是可行的。以食用植物油為試驗對象，研究了流體類農(nóng)產(chǎn)品介電特性測試方法，自制了平行平板三電極結(jié)構(gòu)的諧振替代測試裝置，并利用該裝置在一定的頻率和溫度范圍內(nèi)，探討了食用植物油介電特性與頻率和溫度的關(guān)系。結(jié)果表明，頻率和溫度與食用植物油介電特性參數(shù)有相關(guān)性。利用介電特性研究馬鈴薯的油炸過程，介電常數(shù)與食用油的三項品質(zhì)指標(biāo)之間都存在著一定的線性相關(guān)性，油炸過程中電容與水分蒸發(fā)率都呈下降趨勢，兩者之間呈直線相關(guān)關(guān)系，其回歸方程的回歸決定系數(shù)大于0.950，用LCR測定儀測定介電特性參數(shù)的方法來確定食用油的品質(zhì)和油炸過程產(chǎn)品的水分含量是可行的。

3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1介電特性在3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1介電特性在油脂品質(zhì)檢測中的應(yīng)用用植物氫化油、動植物油、大豆油對土豆油炸脆化加工過程中油的介電常數(shù)變化和油極性化合物總量、過氧化值、碘價等指標(biāo)之間的關(guān)系，提出可以通過測量介電常數(shù)來實時在線檢測油的劣化程度。用介電常數(shù)作為評價油脂等級的新指標(biāo)，用化學(xué)感應(yīng)法對油品質(zhì)進行檢測，用化學(xué)修飾電極法檢測油脂品質(zhì)。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1介電特性在油3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部分農(nóng)產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用水果的細胞是由電阻比較大的薄細胞及具有離子導(dǎo)電性的小電阻的細胞液構(gòu)成的。在正常情況下，新鮮水果的細胞膜為液晶相，流動性大。隨著水果新鮮度的降低，正常膜的雙層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定的雙層或非雙層結(jié)構(gòu)，使膜變得剛硬，流動性降低，粘滯性增加，其通透能力下降，細胞功能受影響，因而細胞膜的電阻增大，電容減小。表現(xiàn)在切片組織的電特性上，使由細胞組成的果肉組織的等效阻抗增大，相對介電常數(shù)及損耗因數(shù)減小。同時，當(dāng)水果果實從樹上采摘下來后，光合作用減弱甚至停止，由呼吸作用生成的二氧化碳量增加。此時，果實組織細胞間的弱酸性環(huán)境使細胞膜的電阻增大。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部分農(nóng)產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用在10~13MHz的頻率范圍內(nèi)，對損壞的水果和正常的水果的介電特性進行了對比測試，結(jié)果顯示，損壞水果的串、并聯(lián)電阻及阻抗低于正常水果，而串聯(lián)等效電容及損耗因數(shù)則比正常的水果大。采用平板電極破壞性方法研究了金帥蘋果切片組織的介電特性與新鮮度的關(guān)系，在100Hz~looKHz的測試頻段內(nèi)，蘋果的儲藏時間越長，其果肉組織的阻抗值越大，相對介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)越小，表明蘋果的電特性與新鮮度具有相關(guān)性。其中在10~100kHz的頻率范圍內(nèi)，蘋果的介電特性與新鮮度具有明顯的相關(guān)性。檢測了特定蘋果的相對介電常數(shù)，發(fā)現(xiàn)蘋果的相對介電常數(shù)隨新鮮度的下降而減小，反映了蘋果的含水量隨新鮮度下降而變化的趨勢。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部分農(nóng)產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用生物組織的存活或損傷情況可反映在電特性變化上。研究表明，正常組織與死亡組織的阻抗有明顯差別。正常組織具有阻抗，而死亡組織的阻抗為零。正常組織在低頻下有高阻抗，高頻下有低阻抗，即正常組織是隨頻率而變的，而死亡組織的阻抗不隨頻率而變。正常組織在高頻（約1MHz）下阻抗接近于零，這與死亡組織的電容為零相似。因此，低頻阻抗與高頻阻抗之比便代表了生物組織的損傷程度，它可用等效并聯(lián)電阻與電容測得。在低頻交變電場作用下將兩極板間的介質(zhì)（包括水果和空氣）等效成并聯(lián)模式，在溫度和濕度變化不大氣候較干燥的環(huán)境里，利用該試驗裝置在低頻段12～100kHz對不同的紅富士蘋果進行了檢測。蘋果的等效阻抗隨頻率增大而減小，新鮮度越高，等效阻抗越大；相對介電常數(shù)會在蘋果腐爛或有損傷時明顯增大；而損耗因數(shù)隨頻率的變化卻比較復(fù)雜。在合適的頻段范圍內(nèi)，蘋果的電特性參數(shù)隨頻率按一定的規(guī)律變化，所檢測得到的參數(shù)基本上可以正確反映其實際品質(zhì)狀況。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部分農(nóng)產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用在0.2～20GHz的頻率范圍內(nèi)對多種水果進行了研究，結(jié)果表明，介電常數(shù)隨水果種類的不同而不同，且所測試水果的介電常數(shù)隨頻率增加均穩(wěn)定減少。串聯(lián)等效電阻與水果的新鮮度或成熟度呈相關(guān)性。蘋果、梨和稱猴桃介電參數(shù)的電壓特性進行了測定。結(jié)果表明，信號頻率一定時，果品介電參數(shù)值隨信號電壓而變，且存在電壓臨界值。當(dāng)信號電壓小于該臨界值時，電容和損耗角正切值保持不變，當(dāng)信號電壓大于臨界值時，電容值隨電壓的增加呈反比減小，損耗角正切值隨電壓的增加呈正比增大。根據(jù)電壓臨界值的不同，提出了基于介電特性的果品種類識別方法。自行設(shè)計了一種測試系統(tǒng)，研究了測試條件、電激勵信號、果品種類和破損等對稱猴桃介電特性參數(shù)的影響。初步探究了獼猴桃在生長后期以及采后儲藏階段的介電特性?；谠囼灲Y(jié)果，最后應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)知識建立了獼猴桃種類的識別器，對獼猴桃的識別率為90%。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部分農(nóng)產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用對胡蘿卜組織貯藏過程中介電特性的特征值之一電容與新鮮度的關(guān)系進行了研究，結(jié)果表明：隨著胡蘿卜的貯藏時間的延長，果肉組織表現(xiàn)為硬度增加、光澤消退、表皮皺縮、新鮮度下降；在0.1~100kHz測試頻率段內(nèi)，胡蘿卜的電容與新鮮度的判定指標(biāo)色澤、硬度、水分含量之間具有明顯的線性相關(guān)性。通過選定的測定頻率分別對生菜和芹菜的理化指標(biāo)與介電特征值的相關(guān)性進行比較分析，結(jié)果表明生菜和芹菜在貯藏過程中電容值與失重率的相關(guān)性最好，在頻率F=100kHz條件下決定系數(shù)分別R2=0.9469和R2=0.9488；在F=400kHz條件下決定系數(shù)分別為R2=0.9444和R2=0.902。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部分農(nóng)產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用基于新理論方法和自兼容循環(huán)程序來計算與頻率相關(guān)的介電常數(shù)極限值，就有可能在1×107~1.8×109Hz的頻率范圍內(nèi)對代表果蔬組織的復(fù)雜系統(tǒng)測得的相關(guān)介電常數(shù)函數(shù)的值進行識別與擬合。這種識別擬合函數(shù)是一組與果蔬（蘋果、梨、香蕉、香瓜、胡蘿卜、黃瓜、葡萄、柑桔和西紅柿）的普遍函數(shù)，包含7個擬合參數(shù)，這些參數(shù)對不同的果蔬是可變的，且隨溫度的不同而不同，但表現(xiàn)出共同的特征。擬合函數(shù)包含冪指函數(shù)和確定存在松弛過程描述一些生物學(xué)系統(tǒng)的動力學(xué)平衡方程，通過對這個系統(tǒng)的測試構(gòu)建與質(zhì)量因素有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，如：溫度和成熟度。這種對復(fù)雜材料如植物器官的介電行為的“普遍性”發(fā)現(xiàn)，提供了使用介電光譜法作為無損檢測方法去分析其它復(fù)雜材料介電行為的控制的可能性。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1基于介電特性的食用油品質(zhì)檢測儀的技術(shù)原理電介質(zhì)的電阻率一般都很高，經(jīng)常是絕緣體，如果不加電介質(zhì)的話，空氣會有一定的導(dǎo)電能力，因而存儲電荷的能力會弱一些，而加入電介質(zhì)后，電容正負極板的絕緣性能就要比沒有電介質(zhì)時好，也就是存儲電荷的能力高了，所以電容也就升高了。食用植物油屬于電介質(zhì)，電介質(zhì)中電子受原子核強烈束縛，不能自由移動，電介質(zhì)的特征是以正、負電荷重心不重合的電極化方式傳遞、存貯或記錄電的作用和影響，其中起主要作用的是束縛電荷。食用植物油是一大類結(jié)構(gòu)不同的脂肪酸甘油酯組成的混合物，在高溫加熱貯藏過程中，其各個理化指標(biāo)發(fā)生不同程度的變化，導(dǎo)致植物油內(nèi)各類化學(xué)物質(zhì)所帶電荷數(shù)目及電荷空間分布的變化，其電場的分布和強度亦隨之改變。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1基于介電特性3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1基于介電特性的食用油品質(zhì)檢測儀的技術(shù)原理食用植物油是一種非線性的各向異性的不均勻電介質(zhì)，不同于其他電介質(zhì)，它不僅化學(xué)成分復(fù)雜，還受加熱溫度、煎炸時間、貯藏天數(shù)等諸多因素的影響，置于電場后不同部位導(dǎo)電和介電特性也各不相同，為了客觀地表示植物油的介電特性，采用一較大的可變空氣電容來測定電容值的變化。該電容是兩個多層金屬板，一個固定的，一個可轉(zhuǎn)動，但是每層都有氣隙并且沒有互相接觸，當(dāng)它們挨近時電容量就大，反之就減小，這里食用油就充當(dāng)介質(zhì)。該儀器就是利用空氣可變電容器來實現(xiàn)對食用油品質(zhì)的快速檢測的。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1基于介電特性

植物油介電特性測量裝置

植物油介電特性測量裝置4.近紅外光譜法快速測定食醋主要成分

總酸、還原糖是食醋生產(chǎn)過程中必須嚴(yán)格控制的理化指標(biāo)，也是成品食醋分級的重要依據(jù)。提高食醋中總酸、還原糖的測定精度，縮短測量時間，對提高食醋生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制有著積極的現(xiàn)實意義。食醋中總酸和還原糖的測定一般采用化學(xué)滴定法，需配制多種試劑，且要進行標(biāo)定，樣品要進行預(yù)處理，整個檢測過程操作復(fù)雜，需要熟練的檢測人員，操作誤差較大。采用近紅外光譜透射法測定食醋的總酸和還原糖具有快速、樣品無需預(yù)處理、無需化學(xué)試劑、無檢測成本等優(yōu)點，便于在線實檢測，為動態(tài)控制食醋的產(chǎn)品質(zhì)量提供了一種新型的檢測方法。4.近紅外光譜法快速測定食醋主要成分

總酸、還原糖是食醋生4.近紅外光譜法快速測定食醋主要成分近紅外光譜是波長0.75～2.5μm（波數(shù)13334～4000cm-1）（波數(shù)=104/λ，λ為波長cm-1）的電磁輻射，近紅外光譜與物體作用時表現(xiàn)的最大的特點是物質(zhì)在該光譜區(qū)的吸收不是基頻吸收，而是物質(zhì)的倍頻和合頻吸收，因而可以使在中紅外區(qū)域靠近或重疊的基頻吸收譜帶輕易地加以分離。近紅外光譜分析技術(shù)主要研究含氫基團（OH、SH、CH、NH等）的光譜吸收，食醋中的酸、糖等成分都含有這些基團，因而使得用近紅外光譜快速檢測食醋的主要成分成為可能。4.近紅外光譜法快速測定食醋主要成分近紅外光譜是波長0.74.近紅外光譜法快速測定食醋主要成分采用鎮(zhèn)江恒順醬醋廠99年5月生產(chǎn)的各種食醋共18個樣品，總酸含量在4.63%～8.11%之間，還原糖含量在2.25～5.26%之間。采用快速傅立葉變換近紅外光譜分析儀，在10000～3500cm-1光譜范圍內(nèi)以4cm-1分辨率掃描64次，以蒸餾水為本底，檢測池采用2mm的石英比色皿，每個樣品掃描兩次后取平均值。

6%醋酸、6%葡萄糖及混合溶液近紅外光譜金山牌香醋近紅外光譜總酸和還原糖在近紅外光譜8000～4100cm-1區(qū)域中與透射光譜以及與透射光譜的一階導(dǎo)數(shù)光譜具有良好的線性關(guān)系。4.近紅外光譜法快速測定食醋主要成分采用鎮(zhèn)江恒順醬醋廠99年5.食品安全快速檢測儀器

5.1實驗室類快速檢測儀1956年成立于丹麥的福斯（FOSS）公司是目前世界上最大的食品及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域分析方案提供商之一，據(jù)稱全球約85%的牛奶生產(chǎn)，80%的谷物交易和75%的啤酒生產(chǎn)都在使用福斯提供的分析方案。該公司生產(chǎn)的食品安全儀器主要有：BacotsacnFC型牛奶中細菌總數(shù)測定儀，采用流式細胞技術(shù)原理，平均1min多即可得到檢測結(jié)果，無需培養(yǎng)和樣品制備，直接對細菌DNA進行染色計數(shù)，可檢測加防腐劑的牛奶；Fososmatic5000型牛奶中體細胞分析儀，采用流式細胞計數(shù)法，染色劑事先配制，檢測速度快，對操作人員無危害，可檢測加入防腐劑的樣品。5.食品安全快速檢測儀器

5.1實驗室類快速檢測儀5、食品安全快速檢測儀器5.1實驗室類快速檢測儀意大利Meilstone公司的DMA-80型直接測汞儀，采用一步法檢測樣品中汞殘留，可直接自動進行固體、液體樣品汞含量測定，樣品直接采用熱分解，省去了樣品消解過程，5min內(nèi)即可獲取測量結(jié)果。5、食品安全快速檢測儀器5.1實驗室類快速檢測儀5、食品安全快速檢測儀器5.1實驗室類快速檢測儀北京博奧公司開發(fā)的“晶芯”食品安全檢測系統(tǒng)，采用生物芯片技術(shù)，能同時檢測多份樣品中的多種獸藥殘留（磺胺類、鏈霉素類、恩諾沙星和氯霉素）。2005年6月，北京檢驗檢疫局和深圳市匹基生物工程股份有限公司研制的熒光PCR多通道實時定量檢測儀通過了國家質(zhì)檢總局鑒定。該儀器可以應(yīng)用在食品安全、獸醫(yī)診斷、臨床醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)研究等領(lǐng)域，具有檢測速度快、靈敏度高、性能穩(wěn)定可靠等特點，主要技術(shù)指標(biāo)已達到國際先進水平，而價格僅是國外同類儀器的1/3~1/2。5、食品安全快速檢測儀器5.1實驗室類快速檢測儀5、食品安全快速檢測儀器5.2現(xiàn)場類便攜式快速檢測儀2003年，華中科技大學(xué)研制成功一種便攜式食品果蔬分析儀，該儀器可實現(xiàn)對亞硝酸鹽、甲醛等食品中有毒物質(zhì)的快速測定，具有智能化和傻瓜機的特點，適用于缺乏化學(xué)分析專業(yè)技術(shù)人員的場合。2003年，英科新創(chuàng)（廈門）科技有限公司研制出禁用藥物鹽酸克侖特羅（瘦肉精）酶聯(lián)免疫檢測試劑盒。采用競爭抑制法定量檢測豬尿液中的瘦肉精含量。該試劑盒具有價格低、靈敏度和準(zhǔn)確度高、操作簡便、速度快等優(yōu)點，平均檢測下限為0.1ng/mL。5、食品安全快速檢測儀器5.2現(xiàn)場類便攜式快速檢測儀5、食品安全快速檢測儀器5.2現(xiàn)場類便攜式快速檢測儀2004年，南京軍區(qū)聯(lián)勤部與上海某公司共同研制開發(fā)了新型“食品安全快速檢測箱”。該型儀器具有經(jīng)濟實用、易于操作、檢測快速的特點，能夠?qū)κ卟恕⑷?、水產(chǎn)品等副食品中甲醛、亞硝酸鹽、殘留農(nóng)藥以及食用油、醋、味精調(diào)味品中常見的有害成分進行快速檢測，每次檢測只需20min即可完成。深圳市安鑫寶科技發(fā)展有限公司開發(fā)了SPR-88型高速超大容量農(nóng)殘檢測儀和PR-3A型智能農(nóng)藥殘留速測儀，檢測原理為乙酰膽堿酯酶抑制率法。該產(chǎn)品適用于蔬菜、水果、茶葉、糧食、水及土壤中的有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留含量的檢測。5、食品安全快速檢測儀器5.2現(xiàn)場類便攜式快速檢測儀第10章食品化學(xué)成分的現(xiàn)場檢測生科學(xué)院第10章食品化學(xué)成分的現(xiàn)場檢測生科學(xué)院第10章食品化學(xué)成分的現(xiàn)場檢測

第10章食品化學(xué)成分的現(xiàn)場檢測

1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物和添加劑的快速檢測方法1.1.1化學(xué)快速檢測法化學(xué)快速檢測技術(shù)原理是有機磷農(nóng)藥（磷酸酯、二硫代酸酯、磷酰胺）在金屬催化劑作用下水解為磷酸與醇，水解產(chǎn)物與檢測液反應(yīng)可使檢測液的紫紅色褪去，根據(jù)檢測溶液色階的變化可以檢測出蔬菜中農(nóng)藥殘留量。此技術(shù)研制出的農(nóng)藥殘留速測靈，其檢測靈敏度為0.18～10mg/kg,檢測時間為5～10min,檢測成本為0.2～0.3元人民幣。

1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留

1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物和添加劑的快速檢測方法1.1.2酶活性抑制—分光光度法酶抑制技術(shù)是研究比較成熟、應(yīng)用最廣泛快速的農(nóng)藥殘留的微量和痕量快速檢測技術(shù)。其原理是有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥對乙酰膽堿酯酶（AChE）的特異性生化反應(yīng)。乙酰膽堿酯酶水解后，水解產(chǎn)物可與顯色劑反應(yīng)產(chǎn)生顏色，有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥對乙酰膽堿酯酶的特異性抑制作用，使它不能水解，從而無顯色反應(yīng)。

1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物和添加劑的快速檢測方法1.1.2酶活性抑制—分光光度法依據(jù)此原理，國內(nèi)外己研制出多種方法，如速測卡法、速測片法、農(nóng)藥殘留分光光度法、電化學(xué)生物傳感器法。目前市場上應(yīng)用最多的是農(nóng)藥速測卡法，此方法操作簡便、不需要配制試劑、不需要儀器、產(chǎn)品攜帶方便，特別適合用于對農(nóng)貿(mào)市場上的蔬菜進行初篩，該方法的檢出限大多在mg/kg水平，有的可達μg/kg水平。應(yīng)用酶活性抑制—分光光度法對蔬菜中有機磷及氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留進行了快速測定，并與氣相色譜法進行了對比，發(fā)現(xiàn)在檢出的32份抑制率大于50%的陽性結(jié)果中，與氣相色譜法的符合率為81.2%，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物和添加劑的快速檢測方法1.1.3酶聯(lián)免疫吸附測定法（Enzyme-linkedimmunosobrentassay，ELISA）ELISA測定法是利用標(biāo)記物的酶催化底物的顯色反應(yīng)來反映抗原抗體的結(jié)合過程，將酶催化底物的靈敏性與抗原抗體的特異性相結(jié)合。其基本原理是:抗原或抗體結(jié)合到某種固相載體表面，并保持其免疫活性；抗原或抗體與某種酶連接成酶標(biāo)抗原或抗體，這種酶抗原或抗體既保留其免疫活性，又保留酶的催化活性；引入了固相載體，使游離的酶標(biāo)抗原或酶標(biāo)抗體與酶標(biāo)抗原抗體復(fù)合物分離。該法的優(yōu)點是：可以通過顏色來快速做定性結(jié)果分析，特異性強、靈敏度高，酶標(biāo)板上一次可做多份樣品檢測。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物和添加劑的快速檢測方法1.1.3酶聯(lián)免疫吸附測定法（ELISA）兩種用于測定農(nóng)產(chǎn)品中硫丹含量的ELSIA方法，檢出限分別為0.8士0.1μg/kg和1.6士0.2μg/kg，檢測結(jié)果與GC法符合得很好，結(jié)論是ELISA法適用于快速定性定量檢測農(nóng)產(chǎn)品中硫丹含量。應(yīng)用ELISA法測定了12份水樣品中的11種殺蟲劑殘留，并與GC-MS法進行了對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ELISA法的檢出限比GC/MS法大約高一個數(shù)量級。應(yīng)用ELISA和免疫色譜測定牛奶和動物血液中慶大霉素含量，檢出限為牛奶中0.5ng/mL，血液中1.0ng/moL，含量在25～100ng/mL的范圍內(nèi)回收率為85～112%。應(yīng)用ELISA法檢測凍禽產(chǎn)品中的鹽酸克倫特羅（瘦肉精），取得了比較好的結(jié)果。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.1農(nóng)藥殘留物、獸藥殘留物1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速檢測方法1.2.1光譜法測定食品中重金屬和有害元素含量的常用方法有原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法和原子熒光光譜法。但是，傳統(tǒng)的樣品前處理方法不能滿足快速檢測的要求，而微波消解技術(shù)的出現(xiàn)和快速發(fā)展，才有了一種很好的快速的樣品預(yù)處理技術(shù)，成就了食品安全快速檢驗技術(shù)的新天地。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速檢測方法1.2.1光譜法應(yīng)用CIP-MS法快速測定食品中多種微量元素的過程中采用了開放式微波消化法消解樣品，加入硝酸和雙氧水混合液以使消解完全。開放式微波消化法無高壓危險，可處理的樣品量大、安全性高，同時硝酸和雙氧水體系不會給CIP-MS帶來額外的多原子干擾。實驗證明，該方法在30min內(nèi)最多可以消化5g奶粉樣品，消化效率令人滿意。對12種元素（Al、Cr、Ni、Ge、As、Se、Ag、Cd、Sn、Sb、pb、Hg）的測定結(jié)果表明，大多數(shù)元素的回收率在85～110%之間，線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999，精密度值小于10%。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速檢測方法1.2.2紫外可見分光光度法紫外可見分光光度法具有操作簡單、靈敏度高、價格低等優(yōu)點，是食品行業(yè)中對食品添加劑和一些重金屬檢測的常用方法。雙硫腙比色法是食品中鉛含量測定的國標(biāo)方法，該方法原理是鉛與雙硫腙能夠生成最大吸收波長為510nm的紅色絡(luò)合物,并且吸光度與鉛含量成正比。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速檢測方法1.2.2紫外可見分光光度法應(yīng)用雙硫腙比色法測定了食品級石蠟中的痕量鉛，結(jié)果令人滿意，線性范圍為0~10.0mg/kg，檢出限為0.1mg/kg。改進上法，增加取樣量并改進所用儀器和試劑，測量效率和準(zhǔn)確度都得到了提高，在低濃度時的測量精密度也優(yōu)于原法。研究了Meso-四(4-三甲銨苯基）卟啉（TAPP）與鉛和鎘顯色反應(yīng)的最佳條件，提出了CCD（ChargeCoupledDevice，電荷耦合器件）陣列檢測分光光度法同時測定鉛、鎘含量的方法。該方法比常規(guī)分光光度法更為靈敏、準(zhǔn)確、快速，并具有多組份同時測定的優(yōu)點，可用于食品中鉛、鎘含量的檢測。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速檢測方法1.2.3電化學(xué)方法電化學(xué)方法被應(yīng)用在食品中重金屬和有害元素的檢測。用微電位溶出分析法可測定食品及水樣中鎘、鉛、鋅、銅含量，并與國標(biāo)法（雙硫腙法）進行對比，結(jié)果無顯著差異。該法的原理是:樣品中各種金屬離子溶出電位不同，溶出次序也不同，通過記錄溶出峰高，以標(biāo)準(zhǔn)曲線法或標(biāo)準(zhǔn)加入法可定量測定樣品中金屬離子的種類和含量。研究了砷的催化示波極譜測定，結(jié)果證明該法靈敏度較好，檢出限達0.001μg/mL,，抗干擾能力比銀鹽法強，可以用于食品、水質(zhì)、土壤、空氣中砷總量的測定。1、食品化學(xué)性污染的快速檢測方法1.2食品中金屬污染物的快速2、食品生物性污染的快速檢測方法

2.1紙片法紙片熒光法是利用細菌產(chǎn)生某些代謝酶或產(chǎn)物的特點而建立的一種酶-底物反應(yīng)法。其優(yōu)點是測試紙片生產(chǎn)工藝簡單，準(zhǔn)確度也較高。商品化的測試紙，是通過檢測有關(guān)酶的活性來檢測食品中大腸菌群和大腸桿菌，檢測時將熒光產(chǎn)物在365nm紫外光下觀察即可。2、食品生物性污染的快速檢測方法

2.1紙片法

2、食品生物性污染的快速檢測方法2.2電阻抗法電阻抗法原理是細菌在培養(yǎng)基內(nèi)生長繁殖的過程中，會使培養(yǎng)基中的大分子電惰性物質(zhì)如碳水化合物等代謝為具有電活性的小分子物質(zhì)，如乳酸鹽，這樣使培養(yǎng)基的阻抗發(fā)生變化，通過檢測培養(yǎng)基的阻抗變化情況即可檢測出相應(yīng)的細菌數(shù)量和種類。應(yīng)用電阻抗法對食品中細菌總數(shù)進行了檢測并與國家標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法進行了對比，結(jié)果無顯著性差異。

2、食品生物性污染的快速檢測方法2.2電阻抗法3、介電特性測定食品的介電特性是食品電物性之一。它在食品的加工、貯藏、保鮮、無損檢測等諸多領(lǐng)域都有應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的生理變化伴隨著電介質(zhì)特征參數(shù)變化，而這一變化可通過宏觀介電特性參數(shù)的檢測感知，而介電特性參數(shù)的檢測結(jié)果基本可以正確反映農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)情況，可迅速簡便地確定農(nóng)產(chǎn)品的含水率和吸濕性，檢測其品質(zhì)，確定其成熟度等。3、介電特性測定食品的介電特性是食品電物性之一。它在食品的加3.1介電特性介電特性是指生物分子中的束縛電荷對外加電場的響應(yīng)特性。大多數(shù)食品物料為電介質(zhì)，當(dāng)具有電介質(zhì)特性的食品物料處于電場中時，將發(fā)生極化現(xiàn)象，極化可分為以下幾種（1）永久極化:在具有離子結(jié)合的物質(zhì)內(nèi)，當(dāng)沒有外加電場時，分子就已經(jīng)發(fā)生了極化，叫做永久性極化；（2）定向極化:未加外界電場時，雙極子雜亂無章的排列在物體中，在外加電場后，永久性雙極子的方向?qū)⑵D(zhuǎn)于電場的方向。其結(jié)果作為總體平均而產(chǎn)生極化現(xiàn)象，稱此為定向極化；（3）離子極化:在離子結(jié)合形成的物質(zhì)中，由于外加電場的作用，正、負離子的相對位移發(fā)生變化，從而產(chǎn)生極化。也即正離子向局部電場方向偏移，負離子則向相反方向偏移，從而導(dǎo)致極化，稱此種極化為離子極化；(4)電子極化:分子中的電子在外加電場作用下發(fā)生偏移而導(dǎo)致的極化稱為電子極化。無論哪種極化方式，在電場中介質(zhì)的變化都伴隨著內(nèi)部電子、原子或分子跟隨電場方向的移動或轉(zhuǎn)動，這些極化現(xiàn)象決定了不同食品物料具有不同的介電特性，可以用介電參數(shù)來衡量。3.1介電特性介電特性是指生物分子中的束縛電荷對外加電場的響

3.2介電參數(shù)介電特性的主要參數(shù)有相對介電常數(shù)εr’

、相對介質(zhì)損耗因數(shù)εr”、介質(zhì)損耗角tanδ和介質(zhì)等效阻抗|Z|。介電常數(shù)是電介質(zhì)固有的一種物理屬性，可表示電介質(zhì)存儲電場能量的能力，反映該電介質(zhì)提高電容器電容量的能力。損耗因數(shù)εr“反映電介質(zhì)在交流電場中損耗的能量。介質(zhì)損耗角正切tanδ也是反映能量的損耗。介質(zhì)損耗角δ是交流電的總電流I（或總電壓V）與電容電流Ic（或電容電壓Vc）的夾角。

3.2介電參數(shù)介電特性的主要參數(shù)有相對介電常數(shù)εr’、相3.2介電參數(shù)電介質(zhì)分子中的電子受到很大的束縛力，致使電子不能自由移動，故電介質(zhì)在一般情況下不導(dǎo)電。若將電介質(zhì)置于外加電場中，電介質(zhì)將被極化，產(chǎn)生相反電場，因而會減少電場中兩電荷間的作用力，減小電容器帶電極板間的電位差，使電容量增大。電介質(zhì)一般具有固定的介電常數(shù)（電容率），表示該物質(zhì)可能貯存的電場能量。它反映了該物質(zhì)提高電容器電容量的能力。在電場的作用下，電介質(zhì)分子間發(fā)生碰撞和摩擦，電介質(zhì)將吸收一部分電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使其發(fā)熱。介質(zhì)在電場作用下發(fā)熱而消耗能量，稱為介質(zhì)損耗。交變電場的頻率越高，介質(zhì)釋放的熱能越多。介電常數(shù)是表征電介質(zhì)電性能的宏觀參數(shù)，它是電介質(zhì)足夠大區(qū)域內(nèi)的平均值，概括了物質(zhì)的所有接點和光學(xué)特性。3.2介電參數(shù)電介質(zhì)分子中的電子受到很大的束縛力，致使電子不

3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1介電特性在油脂品質(zhì)檢測中的應(yīng)用基于極化分子含量與油脂的介電特性有關(guān)，用油脂的介電特性來確定油脂品質(zhì)的好壞在理論上是可行的。以食用植物油為試驗對象，研究了流體類農(nóng)產(chǎn)品介電特性測試方法，自制了平行平板三電極結(jié)構(gòu)的諧振替代測試裝置，并利用該裝置在一定的頻率和溫度范圍內(nèi)，探討了食用植物油介電特性與頻率和溫度的關(guān)系。結(jié)果表明，頻率和溫度與食用植物油介電特性參數(shù)有相關(guān)性。利用介電特性研究馬鈴薯的油炸過程，介電常數(shù)與食用油的三項品質(zhì)指標(biāo)之間都存在著一定的線性相關(guān)性，油炸過程中電容與水分蒸發(fā)率都呈下降趨勢，兩者之間呈直線相關(guān)關(guān)系，其回歸方程的回歸決定系數(shù)大于0.950，用LCR測定儀測定介電特性參數(shù)的方法來確定食用油的品質(zhì)和油炸過程產(chǎn)品的水分含量是可行的。

3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1介電特性在3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1介電特性在油脂品質(zhì)檢測中的應(yīng)用用植物氫化油、動植物油、大豆油對土豆油炸脆化加工過程中油的介電常數(shù)變化和油極性化合物總量、過氧化值、碘價等指標(biāo)之間的關(guān)系，提出可以通過測量介電常數(shù)來實時在線檢測油的劣化程度。用介電常數(shù)作為評價油脂等級的新指標(biāo)，用化學(xué)感應(yīng)法對油品質(zhì)進行檢測，用化學(xué)修飾電極法檢測油脂品質(zhì)。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1介電特性在油3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部分農(nóng)產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用水果的細胞是由電阻比較大的薄細胞及具有離子導(dǎo)電性的小電阻的細胞液構(gòu)成的。在正常情況下，新鮮水果的細胞膜為液晶相，流動性大。隨著水果新鮮度的降低，正常膜的雙層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定的雙層或非雙層結(jié)構(gòu)，使膜變得剛硬，流動性降低，粘滯性增加，其通透能力下降，細胞功能受影響，因而細胞膜的電阻增大，電容減小。表現(xiàn)在切片組織的電特性上，使由細胞組成的果肉組織的等效阻抗增大，相對介電常數(shù)及損耗因數(shù)減小。同時，當(dāng)水果果實從樹上采摘下來后，光合作用減弱甚至停止，由呼吸作用生成的二氧化碳量增加。此時，果實組織細胞間的弱酸性環(huán)境使細胞膜的電阻增大。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部分農(nóng)產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用在10~13MHz的頻率范圍內(nèi)，對損壞的水果和正常的水果的介電特性進行了對比測試，結(jié)果顯示，損壞水果的串、并聯(lián)電阻及阻抗低于正常水果，而串聯(lián)等效電容及損耗因數(shù)則比正常的水果大。采用平板電極破壞性方法研究了金帥蘋果切片組織的介電特性與新鮮度的關(guān)系，在100Hz~looKHz的測試頻段內(nèi)，蘋果的儲藏時間越長，其果肉組織的阻抗值越大，相對介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)越小，表明蘋果的電特性與新鮮度具有相關(guān)性。其中在10~100kHz的頻率范圍內(nèi)，蘋果的介電特性與新鮮度具有明顯的相關(guān)性。檢測了特定蘋果的相對介電常數(shù)，發(fā)現(xiàn)蘋果的相對介電常數(shù)隨新鮮度的下降而減小，反映了蘋果的含水量隨新鮮度下降而變化的趨勢。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部分農(nóng)產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用生物組織的存活或損傷情況可反映在電特性變化上。研究表明，正常組織與死亡組織的阻抗有明顯差別。正常組織具有阻抗，而死亡組織的阻抗為零。正常組織在低頻下有高阻抗，高頻下有低阻抗，即正常組織是隨頻率而變的，而死亡組織的阻抗不隨頻率而變。正常組織在高頻（約1MHz）下阻抗接近于零，這與死亡組織的電容為零相似。因此，低頻阻抗與高頻阻抗之比便代表了生物組織的損傷程度，它可用等效并聯(lián)電阻與電容測得。在低頻交變電場作用下將兩極板間的介質(zhì)（包括水果和空氣）等效成并聯(lián)模式，在溫度和濕度變化不大氣候較干燥的環(huán)境里，利用該試驗裝置在低頻段12～100kHz對不同的紅富士蘋果進行了檢測。蘋果的等效阻抗隨頻率增大而減小，新鮮度越高，等效阻抗越大；相對介電常數(shù)會在蘋果腐爛或有損傷時明顯增大；而損耗因數(shù)隨頻率的變化卻比較復(fù)雜。在合適的頻段范圍內(nèi)，蘋果的電特性參數(shù)隨頻率按一定的規(guī)律變化，所檢測得到的參數(shù)基本上可以正確反映其實際品質(zhì)狀況。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部分農(nóng)產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用在0.2～20GHz的頻率范圍內(nèi)對多種水果進行了研究，結(jié)果表明，介電常數(shù)隨水果種類的不同而不同，且所測試水果的介電常數(shù)隨頻率增加均穩(wěn)定減少。串聯(lián)等效電阻與水果的新鮮度或成熟度呈相關(guān)性。蘋果、梨和稱猴桃介電參數(shù)的電壓特性進行了測定。結(jié)果表明，信號頻率一定時，果品介電參數(shù)值隨信號電壓而變，且存在電壓臨界值。當(dāng)信號電壓小于該臨界值時，電容和損耗角正切值保持不變，當(dāng)信號電壓大于臨界值時，電容值隨電壓的增加呈反比減小，損耗角正切值隨電壓的增加呈正比增大。根據(jù)電壓臨界值的不同，提出了基于介電特性的果品種類識別方法。自行設(shè)計了一種測試系統(tǒng)，研究了測試條件、電激勵信號、果品種類和破損等對稱猴桃介電特性參數(shù)的影響。初步探究了獼猴桃在生長后期以及采后儲藏階段的介電特性?；谠囼灲Y(jié)果，最后應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)知識建立了獼猴桃種類的識別器，對獼猴桃的識別率為90%。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部分農(nóng)產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用對胡蘿卜組織貯藏過程中介電特性的特征值之一電容與新鮮度的關(guān)系進行了研究，結(jié)果表明：隨著胡蘿卜的貯藏時間的延長，果肉組織表現(xiàn)為硬度增加、光澤消退、表皮皺縮、新鮮度下降；在0.1~100kHz測試頻率段內(nèi)，胡蘿卜的電容與新鮮度的判定指標(biāo)色澤、硬度、水分含量之間具有明顯的線性相關(guān)性。通過選定的測定頻率分別對生菜和芹菜的理化指標(biāo)與介電特征值的相關(guān)性進行比較分析，結(jié)果表明生菜和芹菜在貯藏過程中電容值與失重率的相關(guān)性最好，在頻率F=100kHz條件下決定系數(shù)分別R2=0.9469和R2=0.9488；在F=400kHz條件下決定系數(shù)分別為R2=0.9444和R2=0.902。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部分農(nóng)產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用基于新理論方法和自兼容循環(huán)程序來計算與頻率相關(guān)的介電常數(shù)極限值，就有可能在1×107~1.8×109Hz的頻率范圍內(nèi)對代表果蔬組織的復(fù)雜系統(tǒng)測得的相關(guān)介電常數(shù)函數(shù)的值進行識別與擬合。這種識別擬合函數(shù)是一組與果蔬（蘋果、梨、香蕉、香瓜、胡蘿卜、黃瓜、葡萄、柑桔和西紅柿）的普遍函數(shù)，包含7個擬合參數(shù)，這些參數(shù)對不同的果蔬是可變的，且隨溫度的不同而不同，但表現(xiàn)出共同的特征。擬合函數(shù)包含冪指函數(shù)和確定存在松弛過程描述一些生物學(xué)系統(tǒng)的動力學(xué)平衡方程，通過對這個系統(tǒng)的測試構(gòu)建與質(zhì)量因素有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，如：溫度和成熟度。這種對復(fù)雜材料如植物器官的介電行為的“普遍性”發(fā)現(xiàn)，提供了使用介電光譜法作為無損檢測方法去分析其它復(fù)雜材料介電行為的控制的可能性。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.2介電特性在部3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1基于介電特性的食用油品質(zhì)檢測儀的技術(shù)原理電介質(zhì)的電阻率一般都很高，經(jīng)常是絕緣體，如果不加電介質(zhì)的話，空氣會有一定的導(dǎo)電能力，因而存儲電荷的能力會弱一些，而加入電介質(zhì)后，電容正負極板的絕緣性能就要比沒有電介質(zhì)時好，也就是存儲電荷的能力高了，所以電容也就升高了。食用植物油屬于電介質(zhì)，電介質(zhì)中電子受原子核強烈束縛，不能自由移動，電介質(zhì)的特征是以正、負電荷重心不重合的電極化方式傳遞、存貯或記錄電的作用和影響，其中起主要作用的是束縛電荷。食用植物油是一大類結(jié)構(gòu)不同的脂肪酸甘油酯組成的混合物，在高溫加熱貯藏過程中，其各個理化指標(biāo)發(fā)生不同程度的變化，導(dǎo)致植物油內(nèi)各類化學(xué)物質(zhì)所帶電荷數(shù)目及電荷空間分布的變化，其電場的分布和強度亦隨之改變。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1基于介電特性3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1基于介電特性的食用油品質(zhì)檢測儀的技術(shù)原理食用植物油是一種非線性的各向異性的不均勻電介質(zhì)，不同于其他電介質(zhì)，它不僅化學(xué)成分復(fù)雜，還受加熱溫度、煎炸時間、貯藏天數(shù)等諸多因素的影響，置于電場后不同部位導(dǎo)電和介電特性也各不相同，為了客觀地表示植物油的介電特性，采用一較大的可變空氣電容來測定電容值的變化。該電容是兩個多層金屬板，一個固定的，一個可轉(zhuǎn)動，但是每層都有氣隙并且沒有互相接觸，當(dāng)它們挨近時電容量就大，反之就減小，這里食用油就充當(dāng)介質(zhì)。該儀器就是利用空氣可變電容器來實現(xiàn)對食用油品質(zhì)的快速檢測的。3.3基于介電特性的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)3.3.1基于介電特性

植物油介電特性測量裝置

植物油介電特性測量裝置4.近紅外光譜法快速測定食醋主要成分

總酸、還原糖是食醋生產(chǎn)過程中必須嚴(yán)格控制的理化指標(biāo)，也是成品食醋分級的重要依據(jù)。提高食醋中總酸、還原糖的測定精度，縮短測量時間，對提高食醋生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制有著積極的現(xiàn)實意義。食醋中總酸和還原糖的測定一般采