這是一次真實的實驗：bayikuaisezeguangliangdezhuroudidaowangdamamianqianrangtalaifenbianzhekuairoushifoudadaoshiyongbiaozhun，zuolejishinianjiatingzhufudewangdamaxianshimolemo，youwenlewen，zixindishuo：“依我看這塊肉沒什麼問題。”
工作人員迅速手持檢測探頭對一整塊肉進行光譜掃描，檢測裝置在1miaozhongneitongguochengxianghefenxi，dechudeshujuxianshizheshiyikuaiwaibiaoguangxianshizebianzhidezhurou，jiancejieguorangwangdamadachiyijing。zaizhecihudongzhong，wangdamatingdaoleyigexinxiancier“無損檢測”，她不禁感歎到：是啥玩意兒這麼神奇?
近期，在“2013年全國包裝與食品工程農產品加工學術年會”上，中國農業大學工學院的彭彥昆教授作了一個報告——“在農產品/食品加工和包裝產業鏈中的品質安全無損快速檢測技術與裝備”，詳細介紹了其團隊開發的肉品檢測裝置及其功能，引起了眾多專家、企業的興趣和關注。讓王大媽感到神奇的正是該技術。
不留疤痕的“無創手術刀”
農nong畜chu產chan品pin進jin行xing質zhi量liang安an全quan檢jian測ce，既ji保bao障zhang著zhe百bai姓xing日ri常chang飲yin食shi健jian康kang，也ye影ying響xiang著zhe農nong畜chu產chan品pin進jin出chu口kou貿mao易yi。無wu損sun檢jian測ce也ye叫jiao非fei破po壞huai檢jian測ce和he非fei接jie觸chu檢jian測ce。認ren識shi無wu損sun檢jian測ce技ji術shu，不bu能neng不bu提ti起qi傳chuan統tong的de破po壞huai性xing檢jian測ce。
如果我們把傳統的破壞性檢測比作一把“鋒利的手術刀”，經過這把手術刀將肉食品“殘忍”地分割後才得知其內部狀況。相比之下，無損檢測則可看做是把“不留疤痕”的“無創手術刀”。
“我們知道，紅色的和黃色的兩個蘋果，放到紅光的暗室裏，他們反射的光強是不一樣的，所以利用反射光可以判斷蘋果的顏色。”彭彥昆解釋道，簡單地說，經過光譜掃描可以實現無損檢測技術，獲取被檢測物質的特征信息，然後通過分析這些特征信息得到其物理、化學和生物屬性。
不同的物質成分具有不同的光譜特征波長，特征波長處的反射光譜強度能反映物質成分的含量，一般用可見光/近紅外光源照射被檢測物質後，再通過光譜解析建立的數學預測模型就可自動算出結果，“無損檢測技術檢測單品整個過程一般不到1秒鍾，而傳統破壞性檢測一般長達幾小時甚至幾天。”
在彭教授的實驗室中，他拿出手持儀器對一塊牛肉進行簡單地照射後，分析儀就得出了數據：新鮮度、細菌總數、含水量、pH值、色澤以及其他品質安全指標等。這樣，無論這塊牛肉是過期的、被汙染的、注水的、還是不符合食用標準的，都能被檢測出來。“對(dui)物(wu)理(li)特(te)征(zheng)和(he)化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)不(bu)一(yi)樣(yang)的(de)牛(niu)肉(rou)，當(dang)用(yong)一(yi)束(shu)光(guang)照(zhao)射(she)它(ta)時(shi)，從(cong)它(ta)表(biao)麵(mian)的(de)反(fan)射(she)光(guang)就(jiu)不(bu)一(yi)樣(yang)。對(dui)不(bu)同(tong)牛(niu)肉(rou)，它(ta)的(de)反(fan)射(she)光(guang)的(de)強(qiang)度(du)大(da)小(xiao)和(he)峰(feng)值(zhi)位(wei)置(zhi)就(jiu)不(bu)一(yi)樣(yang)。這(zhe)些(xie)差(cha)別(bie)信(xin)息(xi)反(fan)映(ying)了(le)牛(niu)肉(rou)的(de)品(pin)質(zhi)安(an)全(quan)狀(zhuang)況(kuang)，叫(jiao)做(zuo)品(pin)質(zhi)安(an)全(quan)特(te)征(zheng)信(xin)息(xi)。通(tong)過(guo)特(te)征(zheng)信(xin)息(xi)，再(zai)結(jie)合(he)其(qi)他(ta)數(shu)學(xue)分(fen)析(xi)方(fang)法(fa)就(jiu)能(neng)找(zhao)到(dao)牛(niu)肉(rou)具(ju)體(ti)的(de)嫩(nen)度(du)、水分、細菌總數等與光學特征性的關係，並且能用數學公示表達。”
“不論是肉類或蔬菜，檢測機理類似，但不同的檢測對象對應的硬件構成、預測模型不同。”所以，彭彥昆帶領團隊開發了果蔬農藥殘留快速實時檢測、水果品質在線分選、豬肉品質安全多指標同時自動在線無損檢測等10套係列裝置。
這些檢測裝置分為在線式和手持便攜式。前者可用於大型家畜屠宰廠、肉品加工廠、肉品包裝和配送企業等。後者可用於小型肉品加工企業、肉品商場、飯店、肉品監管部門等。
無損檢測技術優勢明顯
“傳統檢測方式是人工抽樣，需要樣品的提前處理，必須要受過專門訓練的技術人員來操作，可即便這樣，人為誤差還是比較大。”彭peng教jiao授shou介jie紹shao，人ren工gong抽chou樣yang的de方fang法fa不bu但dan無wu法fa實shi時shi獲huo得de結jie果guo，還hai破po壞huai樣yang品pin並bing且qie有you抽chou樣yang的de局ju限xian性xing，更geng是shi無wu法fa用yong於yu在zai線xian檢jian測ce，進jin行xing高gao通tong量liang逐zhu一yi樣yang品pin的de食shi用yong安an全quan性xing篩shai查zha和he品pin質zhi分fen級ji。而er無wu損sun檢jian測ce這zhe把ba“無創手術刀”則ze無wu需xu將jiang檢jian測ce對dui象xiang破po壞huai，不bu僅jin能neng及ji時shi準zhun確que檢jian測ce出chu不bu良liang肉rou食shi產chan品pin，避bi免mian了le不bu良liang產chan品pin售shou後hou召zhao回hui的de往wang返fan周zhou折zhe，在zai完wan成cheng檢jian測ce的de同tong時shi也ye能neng按an品pin質zhi進jin行xing分fen級ji，而er且qie無wu損sun檢jian測ce自zi動dong化hua程cheng度du高gao，還hai保bao證zheng了le逐zhu個ge樣yang品pin檢jian測ce，不bu會hui出chu現xian漏lou檢jian，更geng重zhong要yao的de是shi還hai可ke以yi合he理li利li用yong在zai線xian分fen級ji技ji術shu，大da大da提ti升sheng產chan品pin附fu加jia值zhi。
“但是，這並不意味著無損檢測技術可以麵麵俱到。”在農畜產品的生化成分檢測方麵，如三聚氰胺、瘦肉精等，檢測精度還不理想。在無損檢測中，精度是各國學術界所麵臨的共同問題，“這主要由於現在光學技術的分辨率和解析度還有待於提高。”
發現光學信號在農產品內部擴散形態模具
據了解，目前隻有少數先進國家，可以利用光譜技術進行農畜產品無損快速檢測。德國、美國、丹麥和日本等國學者，已經利用可見/近紅外光譜技術取得了一定成果。
彭教授介紹說，日本學者是根據肌肉的大理石紋狀、肉rou的de色se澤ze等deng方fang麵mian評ping定ding牛niu肉rou等deng級ji，歐ou盟meng則ze是shi根gen據ju胴dong體ti肥fei瘦shou和he結jie構gou來lai劃hua分fen，而er美mei國guo是shi通tong過guo生sheng理li成cheng熟shu度du和he大da理li石shi花hua紋wen來lai評ping定ding牛niu肉rou品pin質zhi。值zhi得de一yi提ti的de是shi，“光(guang)譜(pu)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)於(yu)檢(jian)測(ce)肉(rou)類(lei)品(pin)質(zhi)安(an)全(quan)的(de)研(yan)究(jiu)，多(duo)處(chu)於(yu)實(shi)驗(yan)室(shi)基(ji)礎(chu)研(yan)究(jiu)狀(zhuang)態(tai)。現(xian)今(jin)除(chu)了(le)德(de)國(guo)的(de)胴(dong)體(ti)瘦(shou)肉(rou)率(lv)分(fen)級(ji)外(wai)，還(hai)沒(mei)有(you)實(shi)用(yong)的(de)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)及(ji)裝(zhuang)置(zhi)係(xi)統(tong)問(wen)世(shi)。”
這zhe意yi味wei著zhe，彭peng彥yan昆kun的de農nong畜chu產chan品pin無wu損sun檢jian測ce技ji術shu與yu裝zhuang置zhi目mu前qian處chu在zai國guo際ji領ling先xian水shui平ping。他ta們men發fa現xian了le農nong畜chu產chan品pin內nei部bu光guang的de漫man散san射she規gui律lv為wei洛luo倫lun茲zi分fen布bu函han數shu，並bing提ti出chu了le從cong農nong畜chu產chan品pin的de光guang譜pu空kong間jian擴kuo散san輪lun廓kuo求qiu取qu洛luo倫lun茲zi參can數shu的de方fang法fa，解jie明ming了le農nong畜chu產chan品pin光guang學xue擴kuo散san特te征zheng洛luo倫lun茲zi參can數shu與yu其qi品pin質zhi安an全quan參can數shu的de關guan係xi。“簡單說，就是發現了光學信號在農產品內部擴散形態的模具，模具的尺寸參數能反映其品質安全性。”
成為目前核心關鍵技術
以次充好，掛羊頭賣狗肉……在食品安全成為社會關鍵詞的背景下，有著多年相關研究積累的彭彥昆將研究重心放在了農畜產品的無損檢測上。
他們在研究這些裝置之初，並沒有可供借鑒的現成技術。經過5年多的實踐，在國家自然科學基金、國家863高技術計劃、gongyixingxingyekeyanzhuanxiangheguojiakejizhichengjihuadengxiangmudezhichengxia，tamenyanfadenongchuchanpinwusunjiancejishu，chengweimuqianzaixianjiancezhuyaonongchuchanpinpinzhianquancanshudexiliehexinguanjianjishu。jianceshengchanlvwei1—3個樣品/秒、生鮮肉水分、嫩度、新鮮度、細菌總數等的檢測準確度均≥90%，牛肉大理石花紋和豬胴體背膘厚的檢測準確度均≥95%。
教育部科技成果鑒定專家給予這項檢測技術的鑒定意見顯示，該項成果總體技術達到國際先進水平，其中新鮮度、色澤、大理石花紋和細菌總數在線檢測技術居國際領先水平。
相信在不久的將來，我們的生活也許將會真正擺脫以次充好肉、注水肉、汙染肉、腐敗肉和變質肉。
無損檢測技術一直在轉變
在無損檢測技術的研究上，各國國情的差異決定了研究方向、重點和研究對象的不同。一些發達國家研究的方向和重點更加側重於產品品質、外觀、口(kou)感(gan)等(deng)方(fang)麵(mian)的(de)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)，而(er)我(wo)國(guo)因(yin)地(di)製(zhi)宜(yi)地(di)將(jiang)無(wu)損(sun)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)的(de)首(shou)要(yao)目(mu)標(biao)定(ding)為(wei)能(neng)精(jing)確(que)檢(jian)測(ce)產(chan)品(pin)是(shi)否(fou)安(an)全(quan)，是(shi)否(fou)適(shi)宜(yi)食(shi)用(yong)。同(tong)時(shi)，由(you)於(yu)各(ge)國(guo)民(min)眾(zhong)飲(yin)食(shi)習(xi)俗(su)的(de)差(cha)異(yi)，美(mei)國(guo)等(deng)一(yi)些(xie)國(guo)家(jia)所(suo)研(yan)究(jiu)的(de)肉(rou)類(lei)檢(jian)測(ce)對(dui)象(xiang)多(duo)為(wei)雞(ji)肉(rou)，而(er)我(wo)國(guo)則(ze)要(yao)將(jiang)豬(zhu)肉(rou)作(zuo)為(wei)主(zhu)要(yao)的(de)檢(jian)測(ce)對(dui)象(xiang)。
回顧“無損檢測”的研究過程，彭教授不勝感慨。2007年，他通過申請國家自然科學基金、北京市自然科學基金、“863”等項目從無損檢測的基礎性研究開始，至2012年，他帶領團隊研究的農畜產品無損檢測的項目課題已進入了中期階段。
這6年，無損檢測技術一直在轉變——由基礎研究的探索轉變為實用性技術的研究；由檢測方法研究逐步轉變為對裝備的開發研究；由對單一對象檢測方式的研究轉變為能對多種產品進行檢測；由對最初隻能檢測肉類嫩度信息轉變為可以同時檢測肉類多種品質信息；由靜態檢測方式轉變為實時在線式的動態檢測裝備。
據悉，2013年除了又新增肉類無損檢測技術研究項目外，農業部批準的“果蔬農藥殘留光學無損快速檢測核心技術引進與示範”和科技部批準的“中式菜肴原料與植物性原輔料質量安全檢測技術與裝備研發”也將開始由實驗室研究。
評論