理化检验技术在食品加工中的应用研究

摘 要：本文探讨理化检验技术在食品加工中的应用，旨在保证食品质量和安全，提升产品质量，为食品工业的高质量发展提供技术支持。

关键词：理化检验技术；食品安全；质量控制；食品加工

Research on the Application of Physicochemical Inspection Technology in Food Processing

CAI Bingru

（Huace Testing and Certification Group Co.， Ltd.， Shenzhen 518100， China）

Abstract： This paper discusses the application of physical and chemical inspection technology in food processing， aiming at ensuring food quality and safety， improving product quality， and providing technical support for the high-quality development of food industry.

Keywords： physical and chemical testing technology; food safety; quality control; food processing

近年来，国家高度重视食品安全问题，先后颁布实施了《中华人民共和国食品安全法》等一系列法律法规，对食品生产加工企业提出了更高的要求。食品加工过程中理化指标的准确检测和质量控制至关重要[1]。先进的理化检验技术在食品工业中得到广泛应用，为保障食品安全、提升食品质量发挥着不可或缺的作用。本文将重点探讨理化检验技术在食品加工中的具体应用，从而为食品工业高质量发展提供参考。

1 食品理化检验技术概述

食品理化检验技术是食品加工过程中不可或缺的重要环节。色谱分析技术以其高效、灵敏、精确的特点在食品组分分离与定量检测中得到普遍应用。例如，气相色谱-质谱联用技术可用于食品中农药残留、挥发性风味物质的检测，高效液相色谱可精确分析食品中的氨基酸、维生素、糖类等营养成分。光谱分析技术通过分子间相互作用产生的吸收、发射光谱，实现食品品质与成分的快速无损检测[2]。傅里叶变换红外光谱可表征食品蛋白质的二级结构变化，拉曼光谱可用于食品掺假检测。此外，热分析技术通过测定样品在受热过程中的物理性质变化，揭示食品加工过程中的结构转变和热稳定性等特性。示差扫描量热法可准确测定淀粉的糊化温度和焓变，热重分析可评估食品干燥过程中的最佳工艺参数。电化学分析方法凭借其快速、灵敏、样品用量少的优势，在食品新鲜度与品质检测领域具有重要作用。生物传感器可特异性识别食品中微量致病菌或毒素，实现食品安全的快速预警。总的来看，先进的理化检验技术以其独特的优势，为食品加工过程中的质量控制与安全监测提供了强有力的技术支撑。

2 理化检验技术在食品加工中的应用

2.1 乳制品加工

乳制品加工领域中，理化检验技术的精准应用对于保障产品品质与安全非常重要。原料乳中脂肪、蛋白质含量的快速测定常采用近红外光谱分析技术，通过建立乳品成分与光谱吸收特征间的数学模型，实现样品的无损、快速分析。在巴氏杀菌乳生产中，通过紫外可见光谱分析技术持续监测乳蛋白热变性程度，并结合化学计量学方法构建质量预测模型，可实现杀菌温度与时间的动态优化控制，有效提升产品品质的一致性[3]。对于发酵乳制品，酸奶凝固过程中的质构变化与蛋白质网络结构密切相关。采用动态流变仪测定发酵过程中样品的流变学特性，结合扫描电镜观察凝块内部的微观结构，可深入解析发酵条件与凝固机理间的内在联系。乳酸菌代谢产生的风味物质如二乙酰、乙酸乙酯等挥发性成分的种类与含量，与发酵乳制品的感官风味密不可分[4]。固相微萃取技术可萃取发酵液中的风味小分子，再通过气相色谱-质谱联用技术准确定性定量，可揭示菌种筛选、温度控制等因素对产品风味的调控规律。总之，面对日益多元化的乳制品消费需求，创新理化检验技术在乳品加工过程中的系统应用，可显著促进传统工艺的优化升级和新品类的研发创新，为乳品工业转型升级提供有力的技术支撑。

2.2 肉制品加工

肉制品加工过程中，理化检验技术的合理应用对于控制产品质构、色泽和风味品质具有决定性作用。肉的嫩度是影响口感的关键质构指标，可通过Warner-Bratzler剪切力测定仪测定肉样品的剪切力值，评估肉的嫩度。近年来，超声波技术以其无损、快速、环保的特点在肉品质构评价中崭露头角。通过测定超声波在肉样品中的传播速度和衰减系数，构建肉嫩度预测模型，可为肉制品加工过程中的嫩度调控提供依据。此外，肉制品加工中肌红蛋白的氧化状态直接影响产品的色泽稳定性。借助电子顺磁共振波谱技术，可灵敏检测高速脱氧肌红蛋白自由基的生成动态，揭示加工环境中氧分压、温度等因素对肉色变化的影响机制。风味作为肉制品的重要感官指标，其形成机理复杂，受加工条件影响显著。肉制品加工过程中，蛋白质水解产生的呈味肽、脂肪氧化生成的醛类化合物、美拉德反应生成的香气化合物等共同塑造了产品的独特风味。采用固相微萃取-气相色谱-嗅辨联用技术，可系统表征肉制品加工过程中动态生成的关键风味活性成分，阐明加工工艺与风味形成间的构效关系，为肉制品风味改良和定制化生产奠定基础。理化检验技术在现代肉品加工过程中的深度融合应用，有助于加深对肉品质构、色泽和风味品质形成机制的系统认知，为开发高品质、多样化的创新肉制品提供重要的理论基础和技术支撑。

2.3 果蔬加工

果蔬加工领域中，理化检验技术的创新应用对于保障营养品质、优化加工工艺和延长货架期具有重要意义。果蔬原料品质的快速无损评估是果蔬加工的首要环节。近年来，高光谱成像技术以其非接触、非破坏的优势在果蔬品质检测中得到关注。通过采集果蔬表面的高光谱图像，结合化学计量学方法构建品质参数预测模型，可实现果蔬成熟度、可溶性固形物含量等质量属性的原位快速测定，为优质原料的甄选和分级提供依据。热处理是果蔬加工中广泛采用的杀菌方式，但易引起营养物质的损失。采用等温量热滴定技术，通过测定酶促褐变反应过程中焓变与热容的动态变化，可揭示热处理过程中导致营养损失的关键因素，优化杀菌程序。此外，果蔬组织中多酚类物质在多酚氧化酶的催化下易发生氧化褐变。电喷雾串联质谱技术可精准定性定量果蔬褐变过程中生成的中间产物，深入解析褐变反应的分子机制。在此基础上，优选合适的酶促褐变抑制剂，并优化使用剂量和工艺参数，可有效抑制果蔬加工中的酶促褐变，显著延长货架期[5]。面对消费者日益提升的营养健康需求，理化检验技术在果蔬加工过程中的应用可显著强化加工过程的质量管控，提升产品的感官品质与营养价值，推动果蔬加工向营养导向、质量导向、绿色安全的方向转型升级。

2.4 粮食与烘焙食品加工

粮食与烘焙食品加工领域中，理化检验技术的深度应用为揭示关键质量属性的形成机制、优化加工工艺流程提供了强大的技术支撑。以面包加工为例，面团的流变学特性是影响面包品质的关键因素。采用动态剪切流变仪测定面团在受力变形过程中的储能模量和损耗模量，可精准表征面团的黏弹性。结合共聚焦显微拉曼光谱技术，可观察到面团在醒发过程中淀粉糊化、蛋白质变性引起的微观结构演变，阐明面团品质形成的分子基础。对于挥发性风味成分的精准分析，固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术可一站式实现从复杂基质中提取、分离到定性定量检测。以全麦面包为例，通过对比发酵过程中酯类、醇类、醛类等关键风味成分的动态变化，可揭示全麦面团中多酚类物质与酵母代谢的交互作用机制，阐明全麦面包独特风味形成的化学本质。应用X射线衍射技术可准确测定淀粉的结晶度与晶型转变，评估米粉加工过程中糊化度的动态变化，优化蒸煮工艺；而脉冲核磁共振技术可无损检测米粉老化过程中水分子运动状态的变化，为延缓淀粉老化提供新思路。先进理化检验技术与粮食、烘焙领域的深度融合，必将推动传统加工模式向数字化、智能化、精准化方向升级，助力我国粮食工业的高质量发展。

2.5 饮料加工

饮料加工过程中品质控制的核心在于风味成分的精准调控和安全因子的严格把控，而先进理化检验技术在其中发挥着不可或缺的关键作用。以果汁饮料为例，采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术，可在不破坏样品原有成分组成的基础上，实现痕量挥发性风味物质的高效提取与定性定量分析，为果汁风味的客观评价与调控提供依据。而借助核磁共振波谱技术，可对果汁中糖类、有机酸等关键呈味成分进行快速指纹图谱分析，并结合化学计量学方法，构建原料品质溯源模型，实现基于成分指纹图谱的原料质量评价与产地溯源。对于植物基饮料，蛋白质的结构与溶解性直接影响最终产品的感官口感与稳定性，而应用静态激光散射技术测定蛋白质分子的流体力学半径及其分布，并结合拉曼光谱技术，可在分子水平揭示植物蛋白的热致变性、酸碱致变性机制，阐明不同来源植物蛋白的结构特征与理化功能特性间的关系，为植物基蛋白饮料的优化设计提供理论基础。在功能饮料研发方面，基质辅助激光解析电离飞行时间质谱可对茶多酚、花青素等功能因子进行精准指纹图谱分析，结合代谢组学方法，可阐明不同萃取工艺对功能成分提取效率与组成结构的影响，进而指导绿茶、蓝莓等功能饮料的工艺优化。此外，确保饮料安全对保障消费者健康至关重要。例如，在果汁饮料生产中，真菌毒素的污染监测尤为重要。而超高效液相色谱-高分辨质谱联用技术可在不经衍生化的情况下，直接对黄曲霉毒素B1、赭曲霉毒素A等真菌毒素进行同时检测，显著提升检测通量，有效保障饮料安全。

3 提升理化检验技术在食品加工中的应用效能的对策建议

为充分发挥理化检验技术在食品加工中的应用效能，可从以下几个方面着手。食品企业应致力于构建产学研一体化的技术创新平台，积极引进高水平的分析检测人才与先进仪器设备，搭建产品质量安全大数据平台，实现质量控制全过程的数字化、信息化管理。同时，要加强与高校、科研院所的交流合作，围绕关键品质属性的分析表征、产品货架期延长、新原料开发应用等方向，联合开展应用基础研究，突破共性关键技术。例如，针对植物基饮料加工过程中植物蛋白结构与理化特性的动态变化规律不明确的技术瓶颈，可利用核磁共振波谱、圆二色谱等技术，系统解析植物蛋白热致变性、乳化特性的分子机制，揭示其与加工工艺参数间的构效关系，进而指导加工全流程的智能化优化控制，显著提升产品品质一致性。此外，各级食品质量监管部门应统筹规划，制定符合行业发展需求的质量标准体系。在充分论证食品安全风险因素的基础上，重点就农兽药残留、重金属污染、非法添加等危害消费者健康的关键因子制定严格的限量标准，明确具体的检测方法。同时，积极推动先进快速检测技术的标准化应用，为食品安全监管提供有力的技术支撑。例如，针对婴幼儿奶粉中微量致病菌的检测需求，主管部门可成立标准制修订工作组，在评估电介质加热样品制备-核酸适配体筛选-DNA探针连接-电化学生物传感器检测的技术路线可行性的基础上，制定食品安全国家标准，规定样品制备、结果判定的详细流程，并通过能力验证等方式，推动该技术在奶粉生产企业及第三方检测机构中的规范应用，切实提升食品安全监管效能。理化检验技术在食品工业高质量发展中任重道远，只有多方协同发力，强化产学研用紧密结合，加速科技创新成果向生产应用的转化，才能不断提升食品加工的智能化、精准化水平，推动我国食品工业迈向高质量发展的新征程。

4 结语

本文系统总结了当前理化检验技术在食品加工中的应用情况，强调了这些技术对提升产品质量与确保食品安全的重要性。未来，随着智能化、绿色化分析技术的进步，食品工业将进一步实现精准化生产，不仅能够更好地满足消费者对高品质食品的需求，还将促进整个行业的可持续发展。未来的研究应继续探索新技术在食品工业中的集成应用，以期进一步提高食品加工效率与安全性。

参考文献

[1]田泽涵，王畅.2017—2023年理化检验实验室能力验证结果与分析[J/OL].疾病预防控制通报，1-3[2024-06-24].https：//doi.org/10.13215/j.cnki.jbyfkztb.2401027.

[2]赵珺，张海芳，徐海军，等.“1+X”背景下高职食品检验检测技术专业“岗课赛证”融通课程改革的探索[J].中国食品，2024（16）：23-25.

[3]窦红允，孙会昌.理化检验中样品前处理的方法探讨[J].现代食品，2024，30（12）：202-204.

[4]李艳霞，张嫚.食品理化检验技术课程思政的探索与实践[J].中国食品工业，2024（12）：168-170.

[5]齐梅.探究影响食品理化检验检测准确性的因素及提高检验结果准确度的方法[J].现代食品，2024，30（6）：

28-30.