胡璇子

高通量原位無損檢測技術(shù)和裝置，突破了現(xiàn)行感官檢測方法和理化檢測方法破壞樣品、檢測效率低、人為誤差大等技術(shù)瓶頸，體現(xiàn)了無損、快速、實(shí)時的特點(diǎn)

對于剛?cè)霃N房的新手來說，如何挑選新鮮的食材無疑是一門深奧的大學(xué)問，而對于那些采購經(jīng)驗(yàn)豐富的大廚們來說，購買食材時的“望聞問切”有時也敵不過越來越“高明”的非法添加和制假手段。

不過，這樣的困擾正在因檢測技術(shù)的進(jìn)步而大大減少。

近日，由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院教授彭彥昆主持的“生鮮肉質(zhì)量安全高通量原位無損快速共性檢測技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目獲得了2015年北京市科學(xué)技術(shù)獎二等獎。

該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，意味著借助儀器，只需輕輕一掃，便可即刻知曉生鮮肉品質(zhì)的好壞和等級的優(yōu)劣。第三方技術(shù)測試和科技成果鑒定認(rèn)為，彭彥昆領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的無損實(shí)時檢測裝置“總體技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)，其中牛肉大理石花紋、豬牛肉新鮮度、色澤、細(xì)菌總數(shù)檢測技術(shù)居國際領(lǐng)先?！?/p>

目前，彭彥昆領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)正在不斷改進(jìn)有關(guān)技術(shù)和裝置，在不久的將來，普通消費(fèi)者借助設(shè)備來選購優(yōu)質(zhì)的生鮮肉或?qū)⒊蔀楝F(xiàn)實(shí)。

無損快速實(shí)時檢測

隨著經(jīng)濟(jì)快速增長，生活水平顯著提高，市場對豬肉、牛肉、羊肉等生鮮肉的需求量不斷增加，同時，消費(fèi)者對生鮮肉的質(zhì)量安全越來越關(guān)注，對品質(zhì)要求也越來越高。

傳統(tǒng)的生鮮肉品質(zhì)檢測方法主要有兩種：一是感官評定法，二是理化分析法，但兩種方法都存在一定局限。

“感官評定法對評定人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)有要求，且評定結(jié)果容易受其專業(yè)水準(zhǔn)的影響，人為誤差大?！迸韽├ジ嬖V筆者。

理化分析法則耗費(fèi)時間長，樣品采集有局限，檢驗(yàn)過程對樣品有破壞性，檢測結(jié)果有滯后性——采樣是這種方法的第一步，之后再拿到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測，檢測通常需要絞碎或其他檢測前處理，不能保存樣品的完整性。從檢測時間上看，通常要等待數(shù)小時甚至幾天才能獲得檢測結(jié)果。

此外，理化檢測方法漏檢率高?！坝捎谶@種方法對樣品有破壞且無法實(shí)時檢測，對大批量樣品檢測時，通常只抽查，而無法對所有樣品逐一檢測和篩選?！迸韽├ソ忉專@其中就可能出現(xiàn)漏檢的情況。

彭彥昆領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的高通量原位無損檢測技術(shù)和裝置，則突破了現(xiàn)行感官檢測方法和理化檢測方法破壞樣品、檢測效率低、人為誤差大等技術(shù)瓶頸，體現(xiàn)了無損、快速、實(shí)時的特點(diǎn)。

無損是指無損傷非接觸，檢測過程對樣品沒有破壞，不需要實(shí)驗(yàn)前處理；在速度上，檢測速度為1～3個樣品/秒或更高，檢測的結(jié)果也不用漫長的等待，可即刻知曉。

在生鮮肉的實(shí)際檢測中，無損、快速、實(shí)時的檢測效益明顯：速度快，實(shí)時檢測出不良產(chǎn)品，避免了售后召回；節(jié)省人力，提高生產(chǎn)率；避免人工抽樣檢測的漏檢且不破壞樣品，降低因檢測而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失。

屠宰前、中、后檢測

在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里，筆者看到了彭彥昆團(tuán)隊(duì)研發(fā)的多個檢測裝置和儀器。

彭彥昆介紹，針對屠宰前、中、后三個環(huán)節(jié)，研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了不同的適用儀器對生鮮肉質(zhì)量安全進(jìn)行無損快速檢測。比如，屠宰前肉品質(zhì)量的活體檢測設(shè)備，屠宰中生鮮肉品質(zhì)等級檢測裝置以及屠宰后檢測生鮮肉多品質(zhì)指標(biāo)、生鮮肉細(xì)菌總數(shù)等的設(shè)備。

“簡單來說，活體檢測裝置可以在屠宰前知道能產(chǎn)多少肉及活體基本健康狀況?！迸韽├フf。這種裝置可用于屠宰前計算產(chǎn)肉量，也可在平時飼養(yǎng)中觀察牲畜的生長狀況?！霸O(shè)計一個通道，上下及周圍裝上圖像識別裝置，當(dāng)牲畜從走道走過時，設(shè)備就及時采集圖像信號，結(jié)果馬上能顯示出來。”

在屠宰環(huán)節(jié)，按照傳統(tǒng)的做法，區(qū)分生鮮肉的等級與品質(zhì)也是依靠簡單工具和人的經(jīng)驗(yàn)，檢測誤差大。以顯示豬脂肪多少的指標(biāo)一背膘厚的檢測為例，慣常做法是借助尺子或簡單儀器進(jìn)行人工測量，往往需要幾個人協(xié)同工作，費(fèi)時費(fèi)力，檢測的結(jié)果也不夠精準(zhǔn)。再比如生鮮肉的大理石花紋檢測，通常是借助標(biāo)準(zhǔn)模板，以肉眼和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行比對后分級，誤差較大。

而彭彥昆團(tuán)隊(duì)人員向筆者展示的大理石花紋檢測設(shè)備，只有手持吹風(fēng)機(jī)大小，而且操作簡單。筆者看到，只須對準(zhǔn)檢測樣品，按下按鈕，檢測結(jié)果即可“秒出”并自動貯存在設(shè)備中。

此外，該研究團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了對生鮮肉品質(zhì)的檢測裝備。生鮮肉的水分、嫩度、色澤、新鮮度等，這些指標(biāo)均可以使用儀器同時在線檢測。

實(shí)現(xiàn)無損、快速、實(shí)時檢測生鮮肉品質(zhì)好壞的奧秘是什么呢？

“我們先是研究了生鮮肉內(nèi)部光的散射規(guī)律特征，技術(shù)上通過近紅外光譜和高光譜成像解析，確立了生鮮肉質(zhì)量安全參數(shù)與圖譜信息之間的關(guān)系，通過高通量大樣本實(shí)驗(yàn)，建立了定量預(yù)測模型?！迸韽├フf，這樣一來，將圖像采集的信號導(dǎo)入模型，便可一次性同時測得水分、嫩度、色澤等多個數(shù)值品質(zhì)指標(biāo)。

應(yīng)用前景廣闊

“不少人買肉會先看看顏色，聞聞味道，再用手按一按?！迸韽├フf，對于大多數(shù)消費(fèi)者來說，判斷肉新鮮與否還是憑借肉眼，以自己的經(jīng)驗(yàn)為標(biāo)準(zhǔn)。

好消息是，或許普通消費(fèi)者在不久的將來便可用便攜檢測裝置來幫忙。彭彥昆告訴筆者，目前他們正在研制一種輕便型的生鮮肉檢測設(shè)備，并將其與自主開發(fā)的手機(jī)應(yīng)用軟件（ApP）相關(guān)聯(lián)?！耙贿厗邮謾C(jī)APP，一邊按下檢測設(shè)備的按鈕，相關(guān)信息即可傳輸顯示在手機(jī)上?！彼嘎叮嚓P(guān)的研究和實(shí)驗(yàn)“即將完成”，而且通過自主設(shè)計，成本大大降低。

換言之，生鮮肉高通量位無損快速共性檢測技術(shù)的“用武之地”不僅僅局限在質(zhì)檢部門、屠宰廠以及生鮮肉加工企業(yè)，其也可滿足普通消費(fèi)者對生鮮肉品質(zhì)安全檢測把關(guān)的需求。

目前，研發(fā)團(tuán)隊(duì)與國內(nèi)數(shù)家知名的加工企業(yè)進(jìn)行了合作，正在推廣示范相關(guān)技術(shù)和裝置?！霸谏r肉主要質(zhì)監(jiān)部門、生產(chǎn)加工企業(yè)的推廣應(yīng)用顯示，檢測裝置效益明顯。”彭彥昆說。

不過，彭彥昆也強(qiáng)調(diào)，在目前的技術(shù)水平下，無損檢測還不能完全替代傳統(tǒng)的理化試驗(yàn)檢測?！氨热?，我們現(xiàn)在能檢測出細(xì)菌總數(shù)，但其中大腸桿菌有多少？”彭彥昆說，從理論上說，這可通過無損檢測方法測得，但受制于目前芯片技術(shù)和硬件條件，暫時還未能實(shí)現(xiàn)。

“現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展很快，相信不久將來很快能做到?！迸韽├ケ硎?，研究團(tuán)隊(duì)下一步將繼續(xù)生鮮肉無損快速檢測的研究，并不斷完善儀器和裝置，以實(shí)現(xiàn)生鮮肉檢測的速度化和智能化。