胡璇子

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

對(duì)于剛?cè)霃N房的新手來(lái)說(shuō)，如何挑選新鮮的食材無(wú)疑是一門深?yuàn)W的大學(xué)問(wèn)，而對(duì)于那些采購(gòu)經(jīng)驗(yàn)豐富的大廚們來(lái)說(shuō)，購(gòu)買食材時(shí)的“望聞問(wèn)切”有時(shí)也敵不過(guò)越來(lái)越“高明”的非法添加和制假手段。

不過(guò)，這樣的困擾正在因檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步而大大減少。

近日，由中國(guó)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(wú)損快速共性檢測(cè)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(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

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(jí)的優(yōu)劣。第三方技術(shù)測(cè)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(wú)損實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置“總體技術(shù)水平達(dá)到國(guó)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(cè)技術(shù)居國(guó)際領(lǐng)先。”

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(lái)，普通消費(fèi)者借助設(shè)備來(lái)選購(gòu)優(yōu)質(zhì)的生鮮肉或?qū)⒊蔀楝F(xiàn)實(shí)。

無(wú)損快速實(shí)時(shí)檢測(cè)

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

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

“感官評(píng)定法對(duì)評(píng)定人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)有要求，且評(píng)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(shí)間長(zhǎng)，樣品采集有局限，檢驗(yàn)過(guò)程對(duì)樣品有破壞性，檢測(cè)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(cè)，檢測(cè)通常需要絞碎或其他檢測(cè)前處理，不能保存樣品的完整性。從檢測(cè)時(shí)間上看，通常要等待數(shù)小時(shí)甚至幾天才能獲得檢測(cè)結(jié)果。

此外，理化檢測(cè)方法漏檢率高?！坝捎谶@種方法對(duì)樣品有破壞且無(wú)法實(shí)時(shí)檢測(cè)，對(duì)大批量樣品檢測(cè)時(shí)，通常只抽查，而無(wú)法對(duì)所有樣品逐一檢測(cè)和篩選?！迸韽├ソ忉?，這其中就可能出現(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(wú)損檢測(cè)技術(shù)和裝置，則突破了現(xiàn)行感官檢測(cè)方法和理化檢測(cè)方法破壞樣品、檢測(cè)效率低、人為誤差大等技術(shù)瓶頸，體現(xiàn)了無(wú)損、快速、實(shí)時(shí)的特點(diǎn)。

無(wú)損是指無(wú)損傷非接觸，檢測(cè)過(guò)程對(duì)樣品沒(méi)有破壞，不需要實(shí)驗(yàn)前處理；在速度上，檢測(cè)速度為1～3個(gè)樣品/秒或更高，檢測(cè)的結(jié)果也不用漫長(zhǎng)的等待，可即刻知曉。

在生鮮肉的實(shí)際檢測(cè)中，無(wú)損、快速、實(shí)時(shí)的檢測(cè)效益明顯：速度快，實(shí)時(shí)檢測(cè)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(cè)的漏檢且不破壞樣品，降低因檢測(cè)而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失。

屠宰前、中、后檢測(cè)

在中國(guó)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(gè)檢測(cè)裝置和儀器。

彭彥昆介紹，針對(duì)屠宰前、中、后三個(gè)環(huán)節(jié)，研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了不同的適用儀器對(duì)生鮮肉質(zhì)量安全進(jìn)行無(wú)損快速檢測(cè)。比如，屠宰前肉品質(zhì)量的活體檢測(cè)設(shè)備，屠宰中生鮮肉品質(zhì)等級(jí)檢測(cè)裝置以及屠宰后檢測(cè)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(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，活體檢測(cè)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。”彭彥昆說(shuō)。這種裝置可用于屠宰前計(jì)算產(chǎn)肉量，也可在平時(shí)飼養(yǎng)中觀察牲畜的生長(zhǎng)狀況?！霸O(shè)計(jì)一個(gè)通道，上下及周圍裝上圖像識(shí)別裝置，當(dāng)牲畜從走道走過(guò)時(shí)，設(shè)備就及時(shí)采集圖像信號(hào)，結(jié)果馬上能顯示出來(lái)?！?/p>

在屠宰環(huán)節(jié)，按照傳統(tǒng)的做法，區(qū)分生鮮肉的等級(jí)與品質(zhì)也是依靠簡(jiǎn)單工具和人的經(jīng)驗(yàn)，檢測(cè)誤差大。以顯示豬脂肪多少的指標(biāo)一背膘厚的檢測(cè)為例，慣常做法是借助尺子或簡(jiǎn)單儀器進(jìn)行人工測(cè)量，往往需要幾個(gè)人協(xié)同工作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，檢測(cè)的結(jié)果也不夠精準(zhǔn)。再比如生鮮肉的大理石花紋檢測(cè)，通常是借助標(biāo)準(zhǔn)模板，以肉眼和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行比對(duì)后分級(jí)，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(cè)設(shè)備，只有手持吹風(fēng)機(jī)大小，而且操作簡(jiǎn)單。筆者看到，只須對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)樣品，按下按鈕，檢測(cè)結(jié)果即可“秒出”并自動(dòng)貯存在設(shè)備中。

此外，該研究團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了對(duì)生鮮肉品質(zhì)的檢測(cè)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(shí)在線檢測(cè)。

實(shí)現(xiàn)無(wú)損、快速、實(shí)時(shí)檢測(cè)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(guò)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(guò)高通量大樣本實(shí)驗(yàn)，建立了定量預(yù)測(cè)模型?！迸韽├フf(shuō)，這樣一來(lái)，將圖像采集的信號(hào)導(dǎo)入模型，便可一次性同時(shí)測(cè)得水分、嫩度、色澤等多個(gè)數(shù)值品質(zhì)指標(biāo)。

應(yīng)用前景廣闊

“不少人買肉會(huì)先看看顏色，聞聞味道，再用手按一按。”彭彥昆說(shuō)，對(duì)于大多數(shù)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，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(lái)便可用便攜檢測(cè)裝置來(lái)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(cè)設(shè)備，并將其與自主開(kāi)發(fā)的手機(jī)應(yīng)用軟件（ApP）相關(guān)聯(lián)?！耙贿厗?dòng)手機(jī)APP，一邊按下檢測(cè)設(shè)備的按鈕，相關(guān)信息即可傳輸顯示在手機(jī)上。”他透露，相關(guān)的研究和實(shí)驗(yàn)“即將完成”，而且通過(guò)自主設(shè)計(jì)，成本大大降低。

換言之，生鮮肉高通量位無(wú)損快速共性檢測(cè)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(duì)生鮮肉品質(zhì)安全檢測(cè)把關(guān)的需求。

目前，研發(fā)團(tuán)隊(duì)與國(guó)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(cè)裝置效益明顯?！迸韽├フf(shuō)。

不過(guò)，彭彥昆也強(qiáng)調(diào)，在目前的技術(shù)水平下，無(wú)損檢測(cè)還不能完全替代傳統(tǒng)的理化試驗(yàn)檢測(cè)?！氨热?，我們現(xiàn)在能檢測(cè)出細(xì)菌總數(shù)，但其中大腸桿菌有多少？”彭彥昆說(shuō)，從理論上說(shuō)，這可通過(guò)無(wú)損檢測(cè)方法測(cè)得，但受制于目前芯片技術(shù)和硬件條件，暫時(shí)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(lái)很快能做到。”彭彥昆表示，研究團(tuán)隊(duì)下一步將繼續(xù)生鮮肉無(wú)損快速檢測(cè)的研究，并不斷完善儀器和裝置，以實(shí)現(xiàn)生鮮肉檢測(cè)的速度化和智能化。