第4章食品无损检测技术与原理

第四章食品无损检测技术与原理浙江工商大学食品与生物工程学院窦文超本章目录第一节食品无损检测概述第二节力学声学无损检测原理与技术第三节电学无损检测原理与技术第四节光学无损检测原理与技术第一节绪论衣食住行飯食品工业我国食品工业的发展状况图4.1我国历年食品工业总产值增长图农产品质量现状及存在的问题国内外农产品产后产值与采收时自然产值的比例为:美国:3.7:1日本:2.2:1中国0.38:1(0.7:1)我国果菜等园艺产品的采后损失率高达20％-30％柑橘占香港2/3以上,收汇只占1/3,单价仅为其他国家产品的1/4.我国采摘后进行分级、打蜡、包装、贮运的水果只占总产量的1%，加工水果不到总产量的10%，且分级基本是人工完成的。损失率高的原因：不同成熟度的农产品相互混杂病害农产品掺杂在正常农产品之间作业中受到各种力的作用而导致机械损伤食品、农产品品质无损检测的意义：实现食品、农产品加工增值，提高农民收入！若能根据农产品的不同物理特性对农产品品质进行检测、评定分级，就可以提高农产品的加工质量和出品等级。常规方法：要破坏，消解；检测速度慢小麦中蛋白质含量要2小时菜籽油中油脂含量需18小时赖氨酸含量需要2天理想检测技术快速、准确、实时性食品品质1.

外表品质:颜色、光泽、形状、大小等2.物理品质:质量、硬度、粘度、弹性等3.内部品质：安全性、新鲜度、营养、口感等无损检测的概念无损检测又称为非破坏性检测，即在不被破坏样品的情况下对其进行品质评价的方法。无损检测技术的应用生产过程的质量控制成品的质量控制产品流通和储藏过程中的品质检测无损检测的特征经济、环保简便、易行在线检测连续测定现场检测信息量大无损检测原理及方法食品无损检测的主要方法力学方法电学方法光学方法第二节利用力学特性的检测技术

本节目的：需要掌握如何利用食品的力学特性、声学特性以及超声波特性对其进行无损检测的原理及应用实例。食品无损检测中常用的力学特性1.固体食品:质量、密度、应力-应变规律、冲击、震动、屈服强度、坚实度、松弛；2.散粒体食品:摩擦、粘附、变形、流动、离析等；3.液体食品：流体力学特性、流变特性、黏性、黏弹性等；4.对所有形态食品都适用的：力学特性和超声波特性。

随着水果蔬菜的生长期与储藏时间，果蔬的坚实度会不断变化

M-T戳穿试验方法（MagnessTaylorpuncturetest）常规力学特性的检测技术2.1利用冲击力特性检测

果蔬坚实度的方法利用冲击力检测果蔬坚实度的力学原理是弹性球体与刚性平面跌落冲击问题。冲击力与弹性球体（果蔬）的质量几何尺寸、材料弹性模量等参数有关。图4.3桃子力学特性检测系统示意图典型冲击力特性图下落高度和质量一定时，桃子坚实度不同，冲击力特性也不同。桃子坚实度越高，连续两次冲击时间间隔越长恢复系数：物料冲击后与冲击前的速度比。能量吸收率：冲击后物料吸收的能量与总能量的比。时间特性参数：冲击力峰值与达到冲击力峰值所经过的时间之比冲击力特性参数与坚实度的关系三个冲击力参数比较2.2.果蔬坚实度的动力学振动检测法传统方法检测内容：成熟度和内部空洞传统方法：生长天数和感官鉴别效果:难以准确判定迫切需要一种能准确、方便且无损伤测定瓜果成熟度的装置。2.1动力学振动方法检测用途水果生长过程中成熟度的检测和分析，可以决定收获期水果收获过程中按成熟度分级，便于分类贮存水果贮存过程中的成熟度检测，以确定保鲜期2.2动力学振动方法检测原理被检测对象的激励、相应信号采集、信号调理和信号处理等几个环节。激励方法与激励器：稳态正弦激励、随即激励和瞬态激励动态检测传感器：压电式、磁电式、电容式、电感式、电阻式等多种。信号处理：滤除干扰噪音，强化有用信息；分析信号本身特性。MAKL公司研制生产的西瓜选果系统，利用打击声波解析测定装置，判定西瓜的成熟度及内部空洞。该选果系统已得到实际应用。p2e/2003suika.htm2.3动力学振动方法检测的应用1、检测装置

西瓜声波检测装置示意图光电式果高测定装置2、基本检测原理

果品的声波特性随内部果肉的性质不同而变化。西瓜果实受到打击时，产生的声波的特点与西瓜的内部品质有关。声波的特点：波形功率谱峰值频率对称度指数衰减率

大量试验表明：

打击声波为非对称波形，波形对称度为0.55-0.80，指数衰减率为0.40-0.76由快速傅立叶变换法解析出的功率谱峰值频率为164-280Hz；

未熟西瓜打击声波呈规则的指数衰减波形，对称度为0.92—0.98，指数衰减率为0.12-0.18，功率谱峰值频率为132-164HZ适熟西瓜过熟或空洞西瓜

呈不规则的波形，指数衰减率为0.10-0.16，对称度为0.90-0.97，功率谱峰值频率为110-130Hz。另外，过熟或空洞西瓜的打击声波到达检测部位的时间与适熟西瓜略有不同。利用电子计算机解析打击声波波形，根据由试验确定的鉴别基准值，便可测定内部空洞、成熟度和果肉变质状态。对称度衰减率频率Hz未成熟0.55-0.800.40-0.76164-280适成熟0.92—0.980.12-0.18132-164过成熟0.90-0.970.1-0.16107-130

检测装置由机械部分和声波解析两部分组成。机械部分包括光电式果高测定部分、打击装置、声波传感器和空洞、成熟度表示装置、控制装置等。随载果托盘送来的西瓜由光电式果高测定装置测出西瓜的高度。托盘运动到成熟度测定处，两个定位臂自动动作，使其停止在预定位置上。三个互成120℃可沿导杆垂直上下移动的听筒状声波传感器根据果高测定装置测出的果高，自动下移至西瓜赤道高度后，再水平移动，与西瓜表面接触。此时，和声波传感器，同步下移的打击装置动作打击西瓜。打击声波被三个传感器检测，经放大及模式转换后，输入电子计算机进行声波解析，并根据预定的鉴别基准，判断成熟度和内部空洞，判定结果输出到成熟度表示装置，控制臂动作压下托盘上相应的表示装置。然后传感器和打击装置离开西瓜并升起，完成一次测定。该装置测定一个西瓜只需4s。西瓜选瓜包装系统工艺流程待选洁净机newpage20.htm检测自动装箱封箱4.2.4.利用测定声波传播速度确定甜瓜的成熟度

经研究发现，随着甜瓜的成熟，声波在甜瓜中的传播速度和共振频率均将降低，而且两者的变化趋势完全一致。利用传播速度来确定甜瓜成熟度，不需测定质量，与共振频率相比，声波传播速度是易测定的指标(如图4—12所示)。试验表明，适宜食用的成熟甜瓜的声波传播速度为37－50m／s。

第三节利用电学特性的检测技术

食品的组织、成分、结构、状态等和它们的电特性都有着密切的关系，食品与农产品的成分、状态或品质的检测是研究其电特性的主要目的之一。食品与农产品电特性的变化主要表现在电流密度、磁导率、绝对介电常数(电容率)、电导率等方面。从广义上讲，可将食品与农产品的电学特性分为主动电学特性和被动电学特性。电磁波的波长：λ电阻：RΩ[oumige]ρ[rou]

：电阻率

电容：C复阻抗:Z*（介于导体和绝缘体之间的物质的电特性）电特性主要相关参数:

例如：利用生物电特性鉴别受精蛋为何鉴别受精蛋？

不浪费大量食用蛋不消耗无用的能量避免和减少细菌对正常孵化蛋的污染。

母鸡产下176克巨无霸蛋破吉尼斯世界纪录国内种蛋孵化场用的方法：人工光照法剔除无精蛋和死胚蛋，在孵化的第5天进行光照，剔出无精蛋。浪费蛋：新鲜蛋孵化72h后，就不适合加工成蛋制品，浪费大量食用蛋，消耗无用的能量，而且孵不出雏鸡的蛋中的细菌又污染正常的孵化蛋。鉴别无精蛋和死胚蛋的方法/.../CONSERV/conserv-pic.html现代方法：光透射率、热像图、红外辐射以及计算机图像处理技术识别种蛋受精情况。

生物电现象是生命组织普遍存在的一种生理现象，凡有生命的细胞都会产生生物电流。鸡蛋的生物电现象是这一生命单元在不同时期生命活动的表现。

研究表明，种蛋的生物电与其受精与否、鸡胚雌雄性别以及蛋品新鲜度之间存在较大的相关性，可以成为鉴别和剔除无精蛋、弱精蛋和死胚蛋的一种新的技术和方法。鸡蛋的生物电现象：鸡蛋生物电检测系统

它包括电极、鸡蛋夹紧装置、放大器、A／D采集器、计算机和监控示波器等。电极从蛋壳外采集的电信号送入放大器后分成两路：一路接示波器；一路接A／D采集器。采样后数据送入计算机，供处理分析用。

．鸡蛋生物电信号的测试及分析

种蛋在实验室用孵化器孵化，温度为37.8，湿度为50％，在室温下进行测试。检测时，先将电极的海绵套浸入生理盐水，将鸡蛋小头朝下插入夹紧装置，lmin后，待示波器上显示生命电信号后启动A／D采集器，记录数据。每次测定时间为2min，每天1次，持续10d，然后打开蛋壳，检查胚胎。受精蛋与无精蛋的生物电信号的波形有较大的差异。通过100只样本(60只种蛋和40只无精蛋)连续10d的跟踪观测，发现无精蛋的电信号的波幅很小，其时域信号大多近乎直线；受精蛋的生物电信号较为丰富，其时域信号波形如图3—17所示。

无精蛋的电信号的波幅很小，其时域信号大多近乎直线；受精蛋的生物电信号较为丰富，大部分受精蛋：孵化48h后，直流电位发生特征性变化，其波形呈现方波。无精蛋：在检测过程中始终未测到电信号的蛋为无精蛋；孵化lOd的无精蛋的卵黄还完好，内容物缓慢地变质；弱精蛋或死胚蛋：开始检测时有一定的信号，但经过一段时间电信号消失。孵化lOd的弱精和死胚蛋的卵黄都已浑浊，变质较快；发育正常的受精蛋卵黄也是完整的，并有丰富的血网膜和胚胎点。这几类蛋的生物电特征反映了与其相应的内容物状态。因此，根据鸡蛋生物电信号的特征就可判断鸡蛋是否受精，剔出无精蛋、弱精蛋和死胚蛋。第四节：利用光学特性的检测技术

1、概述2、可见光的检测技术及其实例3、紫外光的检测技术及其实例1、概述：

利用紫外、可见、红外等光线与物体的相互作用而产生的反射、散射和吸收等现象，用于食品品质检验是20世纪60年代开始的新方法。

光学特性可以反映食品与农产品物料的：

表面颜色、内部颜色、内部组成结构以及某种特定物质的含量，进而反映了食品与农产品物料的某些重要的品质指标，目前发达国家已把光学特性检测和分选技术应用于食品与农产品的物料质量评定和质量管理的许多方面。

在电磁波谱中常用的光有：紫外光：波长250－340nm可见光：波长在380－780nm之间红外光：波长在0.78－1000μm之间电磁波按波长的分类及各波长区域的名称如图所示。菲涅尔、泊松

应用光学特性检测技术测定食品与农产品物料品质的最终目的：

进行自动化分级、分类和分选。如：剔除缺陷品：如损伤个体、霉变个体按某成分含量分类：如叶绿素分茶叶的新鲜度对成熟度分类：以便分别贮藏和销售。经过自动分类的合格产品，可以获得总体质量等级的提高。2、可见光的检测技术及其实例

对食物（品）含有异种、异色颗粒、变霉变质粒、机械损伤个体等产品进行检测和分选。

常规手段：方法：眼、手配合的人工分选

主要特点：是生产率低、劳动力费用高、容易受主观因素的干扰、精确度低。可见光的检测技术利用可见光的特性对食品与农产品的品质进行检测的技术是快速无损检测中最常用的物理方法之一。食品物料在种植、加工、贮藏、流通等过程中难免会出现缺陷，异种异色颗粒、变霉变质粒、机械损伤等，因而在工业生产中有必要对产品进行检测和分选。

可见光特性进行的检测和分选技术的优越性：克服了手工分选的缺点，①检查全面：能同时检测表面品质和内部品质，且不破坏检测个体，经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理。

②精确和可靠：对产品进行全数（100％）的、客观的检测，排除了主观因素的影响和采样偏差；

③便于实现在线检测：劳动强度低，自动化程度高，生产费用降低；

④机械的适应能力强：通过调节背景光或比色板，即可以处理不同的物料，生产能力大，适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求。

在利用可见光的特性对食品与农产品的品质进行快速无损检测中，常用的方法主要有:

反射法折射法透射法延时发光法

常用的方法光的单色性、偏振性与相关性光的单色性具有单一波长的光称为单色光。不同波长的单色光通过人的视觉器官反映出不同的颜色。明视觉与暗视觉国际照明委员会(CommissionInternationaledel’Eclairage,CIE)人眼对不同波长可见光的感受性是不同的.从复合光谱中将单色光分离出来,常用的分离方法有棱镜、平面光栅、干涉滤光片、干涉光图等方法。光的偏振性光是横波，光矢量和光的传播方向相垂直。如果光矢量在一个固定平面内沿着一个固定方向振动，这种光称作线偏振光或面偏振光（简称偏振光）。偏振光的振动方向和传播方向所形成的面称为振动面，和振动方向相垂直而包含传播方向的面称为偏振面。光的相干性波动是具有叠加性的，光是一种波动，但是要发生干涉需要满足：同频率、同振动方向、同周相或有恒定周相差等条件。光源发光的物体称为光源。按光的激发方法来说，利用热能激发的光源称为热光源；利用化学能、电能或光能激发的光源为冷光源。光在介质表面的反射、折射及光的吸收光的反射定律光的折射定律光的吸收定律光与食（农产）品物料的相互作用特点食品与农产品物料的光学特性是指物料对投射到其表面上的光产生反射、吸收、透射、漫射或受光照后激发出其他波长的光等性质。当一束光射向物料时，大约只有4%的光由物料表面直接反射，其余光入射到物料表层，遇到内部网络结构而变为向四面八方散射的光。大部分散射光重新折射到物料表面，在入射点附近射出物料，这种反射称之为“体反射”。小部分散射光较深地扩散到内部，一部分被物料所吸收，一部分穿透果实。因此，离开物料表面的光就由如下几种组成：直接反射光、体反射光、透射光和发射光。光学特性常用检测模式透射光谱检测和反射光谱检测两种模式。透射光谱检测法朗伯比尔定律反射法测定规则反射透入漫反射漫反射食品与农产品的光特性应用因为食品与农产品物料的光学特性反映了物料表明颜色、内部颜色、内部组成结构以及某种特定物质的含量，进而反映了食品与农产品物料的某些重要的品质指标，目前发达国家已把光学特性检测和分选技术应用于食品与农产品物料质量评定和质量管理的各个方面：缺陷检测成分分析成熟度与新鲜度分析反射检测技术绝大多数农产品的叶、茎、杆、果实等在阳光的照射下，形成了各自固有的颜色，这些颜色受到照射、营养、水分、生长环境、病虫害、损伤、成熟度等因素影响，会偏离或改变其固有的颜色。换言之，人们可以通过农产品的颜色变化，识别、评价植物或果实及它们的品质特性（糖度、酸度、淀粉、蛋白质等）。色度学基础知识色度学是一门涉及物理学、视觉心理、心理物理等交叉研究领域的学科。颜色的分类和特性非彩色彩色非彩色是白色黑色和各种深浅不同的灰色。它们可以排成一个系列，由白色渐渐到浅灰，到中灰再到深灰最后是纯黑。纯白是理想的完全反射的物体，其光反射率为1；纯黑是理想的无反射的物体，其光反射率等于零。彩色是指黑白以外的各种颜色，彩色有三种特性：明度、色调、饱和度。明度：彩色光的亮度越高，人眼就越觉得明亮，或者说有较高的明度。彩色物体表面的光反射率越高，它的明度就越高。色调：色调是色彩彼此区分的特性。可见光不同波长的辐射在视觉上表现为各种色调，如红、橙、黄、绿、蓝等。光源的色调决定于辐射的光谱组成对所产生的感觉。物体的色调决定于光源的光谱组成和物体表面所反射（透射）的各种波长辐射的比例对人眼所产生的感觉。饱和度：饱和度是指色彩的纯洁性。可见光谱的各种单色光是最饱和的彩色。当光谱色掺入白光成分越多，就越不饱和。颜色方程1854年格拉斯曼（H.Grassman）将颜色混合现象总结成颜色混合定律。1.人的视觉只能分辨颜色的三种变化：明度、色调、饱和度。2.在两个成分组成的混合色中，如果一个成分连续地变化，混合色的外貌也连续变化。a.补色律每种颜色都有一个相应的补色.如果某种颜色与其补色以适当的比例混合,便产生白色或灰色.如果二者按其他比例混合,便产生近似比重大的颜色成分的非饱和色.b.中间色律任何两个非补色相混合,便产生中间色,其色调决定于两颜色的相对数量,其饱和度决定于二者在色调顺序上的远近.3.颜色外貌相同的光,不管他们的光谱组成是否一样,在颜色混合后具有相同的效果.颜色匹配实验三原色定律用红绿蓝三种基本颜色可以混合出其他的各种颜色.组成各种颜色的三个基本色称为三原色.最优选色坐标与色度图色度学中,不直接用三原色数量来表示颜色,而用三原色各自在R+G+B总量中相对比例表示颜色。三原色各自在R+G+B总量中的相对比例叫做色度坐标。在颜色匹配实验中，人们用某一特定的白光作为标准，另外选择特定波长的红绿蓝三原色进行混合，直到三原色以适当比例匹配标准白光，这时人们把每一原色光的亮度值作为一个单位看待，三者比例定为1：1：1的等量关系。色度学反射法在食品与农产品检测中的应用1.光电分选机光电分选机可以看成是按尺寸大小进行选别的装置RL双单元同时遮光式ＤＤ=na

2.色选机光电色选机是一种利用物料的光学特性将颜色不正常、表面有缺陷或内部变质的疵品及杂质从大批物料中无损检测出，并自动分选剔除的食品机械。用于检测的原理及实例水果表皮的颜色可以利用光反射特性来鉴别，将一定波长的光照射水果，根据其反射光的强弱可以判别其表面颜色。

例1：左图为某种柠檬不同成熟度的反射光谱。在波长678nm处，二者有明显差异，可选一小段λ1－λ2进行检测分选。/archives/cat_276706.html

是安徽祁门红茶的反射光谱，波长在600nm以上，叶和梗的反射率相差很大，可用相应的滤光片，滤除叶和梗的反射率相差不大的一段光谱（400－600），利用其反射率相差较大的一段光线进行检测，将茶梗从茶叶中分选剔除。

有时，只采用一段光谱还难以把物料中的合格品与疵品完全分开，可采用两段或多段光谱对物料进行检测分选。图4-21是三个等级的花生仁的反射光谱，采用两段的反射光谱就可以将它们分开。果皮颜色分选装置如图所示：水果依次下落至色检箱，在通过色检箱的过程中，受到上下光线的照射。对于不同的物料，为得到适宜波长的光，可更换背景板3。从水果皮反射的光，靠箱内相隔120°配置的镜子1反射进入到三个透镜5，通过集光器4混合，然后分成两路，分别通过带有不同波长滤光片的光学系统，得到不同波长下的反射率，从而区别水果的颜色。光电色选机的工作原理（选择花生仁、米粒等）：贮料斗中的物料由振动喂料器送入通道成单行排列，依次落入光电检测室，在光电探测器与比色板之间通过。被选颗粒对光的反射率及比色板的反射率用光电探测器相比较，颜色的差异使光电探测器内部的电压改变，并经放大。如果两者的信号差别超过自动控制水平的预置值，即被存储延时，随即驱动气阀，高速喷射气流将物料吹送入旁路通道。而合格品流经光电检测室时，检测信号与标准信号差别微小，信号经处理判断为正常，气流喷嘴不动作，物料进入合格品通道。光电色选机结构光电色选机主要由供料系统、检测系统、信号处理和控制电路、剔除系统四个部分组成。供料系统贮料斗、电磁振动喂料器、斜式溜槽或皮带输运器组成。计量排队匀速检测系统光源电学组件比色板光电探测器除尘冷却部件和外壳组成信号处理和控制电路剔除系统高压脉冲气流喷吹喷射阀特点：单直线运动，自动上果，双边下果、洗果、打蜡、上光、贴果品商标，电脑程序化，颜色传感分色，重量传感称重，果品输送全部自动化，适合圆形分选，整机分部组合，固定安装。

选果速度：20000个果/小时

分选等级：5×2×2个

分选精度：±2克/个，±0.1千克/箱(20千克)

分选重量区间：10-500克

配套动力：﹤20KW

电源：380V

体积：36×5×2.5m光电色选机

光电色选机：是一种利用物料的光学特性将颜色不正常、表面有缺陷或内部变质的疵品及杂质从大批物料中无损检出，并自动分选剔除的食品机械。特点：综合应用了现代光学、电子学、生物学等新技术，是典型的光、机、电、液一体化的高新技术设备。应用：在食品加工、粮食加工、果蔬加工、种子加工等行业得到广泛应用。

合肥一民营企业研发制造出“光电色选机

“光电色选机”是粮食企业中使用的高科技仪器，进口产品价格惊人。合肥市高新区内一家民营企业，近日研发制造出可替代进口产品的同类产品，而价格只有外国货的一半(2005年11月).

SKC-R5智能大米色选机

大米色选机技术参技术参数2R3R4R5R产品名称SKCT-2RⅡCCDRiceColorSorter大米色选机SKCT-3RⅡCCDRiceColorSorter大米色选机SKCT-4RⅡCCDRiceColorSorter大米色选机SKCT-5RⅡCCDRiceColorSorter大米色选机配置等级高高高高产量1-32-53-8410色选精度≥99.99≥99.99≥99.99≥99.99

带出比（不良品：良品）≥10:1≥10:1≥10:1≥10:1总重量6708209701120最小分辨率0.040.040.040.04整机功率0.8/0.60.9/0.91.0/1.21.1/1.5质保期OneYear(NoLimitontheHours)OneYear(NoLimitontheHours)OneYear(NoLimitontheHours)OneYear(NoLimitontheHours)外形尺寸（长×宽×高）1320×1500×22531660×1500×22532020×1500×22532256×1500×2149散热方式WindCoolingWindCoolingWindCoolingWindCooling主要部件2R3R4R5R电磁阀ItalyItalyItalyItalyCCD主芯片JapanJapanJapanJaan控制主芯片USAUSAUSAUSA显示屏JapanJapanJapanJapan相关要求2R3R4R5R电源输入220v/50hz220v/50hz220v/50hz220v/50hz设备预留尺寸Left,Right(325),Front,Back(350,250)Left,Right(325),Front,Back(350,250)Left,Right(325),Front,Back(350,250)Left,Right(325),Front,Back(350,250)工作台尺寸3000×32003320×33203660×33203980×3320电脑光电色选机

主要特点及用途：电脑自动控制、自动保护、自动故障诊断、自动报警剔除大米中的异色粒，剔除糯米中的其它米，剔除其他固体中的异色粒。技术参数：通道数：18+6，内藏二次色选产量：1.4吨/小时色选精度：99.7%色选带出比：≤1:3供电电源：220VAC，

50Hz功率：1kwdetail.php?id=930&kus...

美国休斯顿的德尔塔科技公司(DELTATechnologyCorporation)的色彩分选设备3、紫外光的检测技术及其实例

紫外光的波长短、能级高，利用紫外光进行食品与农产品的无损检测有两种方法：直接检测法和间接检测法

紫外光直接检测法：用紫外光直接检测的方法,

包括折射检测方法、透射检测方法和反射检测法等。

间接检测方法：紫外光作为激励光源使被检测对象产生二次发光的间接检测方法。

原理：紫外光－－激励光源－－待测食物上－－某些化学成分和某些微生物(如霉菌毒素)－－发出荧光(或磷光)－－波长及强度与物体的构成、某些成分的含量以及激励紫外光的频率(波长)与强度(振幅)等外界因素有关。

荧光激发光谱可供鉴别荧光物质及荧光测定时选择适宜的激发光之用。激发光谱表明不同波长的激发光产生荧光的相对效率。激发光谱中最高峰的波长，能使荧光的物质发出最强的荧光。激发光波长荧光强度荧光物质的激发光谱荧光物质有两种特征光谱：激发光谱和荧光光谱。用不同波长的单色光（多为紫外光）激发荧光物质使之发光，然后测定每一波长的激发光所产生的荧光强度，并以激发光波长为横坐标，荧光强度为纵坐标作图，便可得到荧光物质的激发光谱。实际上，激发光谱就是荧光物质的表观吸收光谱。

我国是世界花生生产大国，面积和产量均占世界各国的前列。在国际贸易中，对花生仁的级别、品质各国都有严格的要求，通常从以下几个方面来判断其品质好坏。①花生仁的大小均匀度。②破碎粒率一般不超过4％。③表皮颜色要求均匀，不得有杂色，皮色以淡红色或淡褐色为佳。暗红色表皮最不受欢迎，这种花生仁不易脱皮。此外，由于生长、收获及贮藏过程中病变或受外界伤害污染，往往也造成花生仁表皮颜色的变化。④黄曲霉素B1含量。食品受黄曲霉素B1污染是造成肝癌发病高的主要原因之一，特别是花生、玉米易被污染。

通常黄曲霉菌生长在少数籽粒上，只要剔除这部分籽粒即可保证总体品质。

利用紫外光的检测技术应用1．利用紫外光－荧光检测花生的黄曲霉素

花生仁中被黄曲霉菌污染产生的黄曲霉素通常指4种黄曲霉和寄生曲霉产生的二呋喃香豆素类代谢产物，即黄曲霉素B1、黄曲霉素B2、黄曲霉素G1、黄曲霉素G2。这4种物质可以根据其在紫外光激发下产生的荧光的颜色加以区别。B(blue)指蓝色荧光，G(green)指绿色荧光。其中黄曲霉素B1的毒性最大，对花生等食品与农产品的污染最严重。由于被黄曲霉菌污染产生的黄曲霉素B1在紫外光激发下可产生荧光，所以可以使用荧光分析的方法对其进行快速检测。荧光越强，表明黄曲霉素的含量越高，污染越严重。

花生仁荧光显微观察原理如图所示。高压汞灯发出的线光谱经聚焦后通过一组激发滤光片，得到波长为334－365nm的紫外光束，该光束经两向镜(dichroic)和聚焦镜投射在水平放置的花生仁上，其表面被激发出的荧光经450nm的截止滤光片和目镜，进入观察者眼中，得到清晰的荧光成像。在目镜处观察到的是蓝色荧光，该蓝光是黄曲霉素Bl发出的荧光。

花生仁表面荧光测定系统如图4—32所示。150W氙灯发出的紫外光经主单色仪分光后，分成两路：一路进入激发探测器，并通过比值法消除光源波动的影响；一路直接照射在花生仁表面，由花生仁表面产生的荧光经发射单色仪分光，并由发射探测器检测，得到与荧光强度成正比的电压信号。

按荧光强度将物料(花生仁)分成三类：强荧光．(I类霉变严重仁)

弱荧光(Ⅱ类霉变较轻仁)

无光(Ⅲ类正常仁)。在生产实际中人们可以选择发射荧光的峰值处的波长，根据峰值的大小来判别花生仁的品质。

从破损的细胞中漏出果皮表面紫外光(激发光源)精油发出强荧光（波长560nm）

220nm和365nm两处波长

正常柑橘不释放

利用正常部位与损伤部位的荧光发光强度的不同，通过计算机进行数据处理后即可以进行柑橘的分级。例:利用紫外线检测柑橘的损伤

图4—38可以看出，柑橘发出的荧光的强度按成熟果、半成熟果、未成熟果依次减弱，且峰值波长逐渐变小。其原因可以被认为随着柑橘的成熟，精油逐渐增多，果皮一旦破损，露出表面的也多，荧光也随之变强。另外，成熟度不同，峰值波