分析測(cè)試設(shè)備可以幫助確保各種產(chǎn)品和條件的質(zhì)量和安全。
　　如果你想知道你的食品是如何進(jìn)行的，那就對(duì)它進(jìn)行采樣。這在工廠里和在廚房里都是如此。
　　分析測(cè)試基本上是檢測(cè)（為了安全）和測(cè)量（為了質(zhì)量）的結(jié)合。檢測(cè)確保食品或飲料中的所有東西都應(yīng)該存在；測(cè)量確保它們以正確的比例存在。
　　有多種分析技術(shù)可供選擇，取決于需要測(cè)量或檢測(cè)的內(nèi)容、速度和*度。選擇包括臺(tái)式或在線設(shè)備，破壞性或非破壞性，濕或干，基于光或電磁，以及更多的變化。
　　樣品分析中*重要的變量之一是分析的速度有多快，這通常取決于為遵守一套特定的GMP標(biāo)準(zhǔn)而必須采集樣品的頻率。一般來(lái)說(shuō)，破壞性技術(shù)，如失水干燥或用酸或其他化學(xué)品進(jìn)行滴定，速度慢，成本高，但準(zhǔn)確性高。間接的非破壞性技術(shù)，如暴露在紅外光或磁脈沖中，速度更快，但往往不那么。
　　通常使用破壞性試驗(yàn)作為校準(zhǔn)非破壞性試驗(yàn)的初步技術(shù)，例如，確定產(chǎn)品的*佳紅外曲線。非破壞性技術(shù)，無(wú)論是臺(tái)式的還是在線的，然后成為標(biāo)準(zhǔn)。
　　水分是食品中*經(jīng)常測(cè)試的參數(shù)之一，它可以通過(guò)各種方式進(jìn)行測(cè)量。*常見(jiàn)的水分初步破壞性測(cè)試之一是干燥損失。一個(gè)食品樣品被加熱以驅(qū)除水分。樣品在加熱前和加熱后的重量之差以百分比表示；這被認(rèn)為是產(chǎn)品的水分百分比。
　　損耗式干燥有一些缺點(diǎn)。熱量可以使某些種類(lèi)的食物除了水分之外還失去其他揮發(fā)性成分，如脂肪。該測(cè)試也很耗時(shí)，通常至少需要一個(gè)小時(shí)，有時(shí)需要三個(gè)或更長(zhǎng)時(shí)間。有更快的設(shè)備可用。阿美特克-布魯克菲爾德公司銷(xiāo)售一種快速失重干燥系統(tǒng)，通過(guò)連續(xù)稱(chēng)量樣品并在失重減弱時(shí)立即結(jié)束測(cè)試，將測(cè)試時(shí)間縮短到10分鐘。
　　另一個(gè)常見(jiàn)的初步破壞性測(cè)試是卡爾-費(fèi)舍爾法，以1940年代初開(kāi)發(fā)該方法的化學(xué)家命名。它基本上使用化學(xué)品，這些化學(xué)品在結(jié)合后會(huì)消耗水；當(dāng)引入測(cè)試樣品時(shí)，可以從這個(gè)過(guò)程（稱(chēng)為滴定）所需的時(shí)間推斷出水分。卡爾-費(fèi)歇爾滴定法能夠以1%的*度測(cè)量水分。然而，它相對(duì)昂貴，而且使用有毒化學(xué)品，必須妥善處理。
　　另一種基于滴定法的測(cè)試甚至更古老：凱氏法，由一位丹麥釀酒師在19世紀(jì)末開(kāi)發(fā)。它通過(guò)用酸將牛奶分解以釋放其氮，來(lái)衡量牛奶等產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量。大部分的氮含量來(lái)自于蛋白質(zhì)；通過(guò)滴定法測(cè)量的釋放的氮的數(shù)量表明蛋白質(zhì)的比例。
　　可見(jiàn)光
　　破壞性方法設(shè)定了基準(zhǔn)，但日常分析通常由快速、非破壞性的測(cè)試方法完成。這些方法通常將產(chǎn)品，無(wú)論是樣品還是主要產(chǎn)品流，暴露在某種能量形式下，如光或電磁脈沖。這種能量與產(chǎn)品的相互作用表明水分、脂肪、蛋白質(zhì)、鹽和其他物質(zhì)的含量。
　　*常見(jiàn)的非破壞性測(cè)試涉及低頻率、高波長(zhǎng)的光。這種方法被稱(chēng)為光譜學(xué)，分析這種光在通過(guò)食品樣品和/或從其表面反射時(shí)是如何改變的。光譜法有多種形式，主要取決于光的波長(zhǎng)；不同的波長(zhǎng)適合不同的目的。
　　*常見(jiàn)的此類(lèi)方法之一是近紅外光譜法（NIR），它使用波長(zhǎng)在800至2500納米之間的光。近紅外是快速的，通常每個(gè)樣品需要不到一分鐘，而且用途廣泛。它被用于許多不同的食品，以獲得各種參數(shù)。
　　"MoistTech公司總裁Adrian Fordham說(shuō)："雖然水分是我們的重點(diǎn)，但我們也提供分析儀，用于連續(xù)在線測(cè)量蛋白質(zhì)、脂肪/油、糖、調(diào)味品、咖啡因和其他吸收近紅外光束的成分/元素。
　　一次進(jìn)行多種測(cè)量是近紅外的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)。"Kett美國(guó)公司的總經(jīng)理John Bogart說(shuō)："食品公司的另一個(gè)近紅外優(yōu)勢(shì)是能夠用一臺(tái)儀器測(cè)量更多的水分。"例如，可以同時(shí)測(cè)量水分、脂肪/油、蛋白質(zhì)、灰分（作為殘留物）、糖、纖維、水活性和其他成分。這大大減少了資本支出和'人的時(shí)間'要求"。
　　另一種基于光的分析方法是傅里葉變換紅外（FTIR）。它與近紅外的基本區(qū)別是，它使用更高的波長(zhǎng)的光，在2500至25000納米之間。這種較長(zhǎng)的波長(zhǎng)產(chǎn)生了更強(qiáng)的信號(hào)，使傅立葉變換紅外更準(zhǔn)確和具體。然而，這也限制了它的穿透力，使它*適合于液體和總固體含量低于20%的樣品。近紅外的較短波長(zhǎng)使它能夠穿透樣品到2厘米的深度，使它更適合于固體樣品。
　　滲透性分析
　　準(zhǔn)確地找到一些成分，如脂肪，有時(shí)需要一種更具穿透力的分析技術(shù)。*常見(jiàn)的一種是核磁共振（NMR），它涉及到在樣品中發(fā)送電磁脈沖。脈沖激發(fā)了樣品中脂肪分子的質(zhì)子，使它們?cè)?"放松 "時(shí)被檢測(cè)到。
　　一種被稱(chēng)為時(shí)域（TD-NMR）的核磁共振可作為近紅外光譜學(xué)的補(bǔ)充技術(shù)使用。TD-NMR對(duì)于樣品中有一部分是液體、一部分是固體的應(yīng)用非常有用，布魯克光學(xué)公司北美應(yīng)用光譜學(xué)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)總監(jiān)Dean Roberts說(shuō)。
　　CEM公司銷(xiāo)售的Oracle是一款基于核磁共振的分析儀，可以在30秒內(nèi)確定脂肪含量，而無(wú)需通過(guò)濕化學(xué)方法進(jìn)行校準(zhǔn)。2017年獲得食品技術(shù)協(xié)會(huì)創(chuàng)新獎(jiǎng)的Genesis可以分析肉類(lèi)、乳制品、粉末和從奶酪到面條的加工食品中的脂肪含量。
　　核磁共振可以尋找其他物質(zhì)，如糖類(lèi)和蛋白質(zhì)，這些物質(zhì)構(gòu)成了食品的化學(xué)特征。偏離這一概況是一個(gè)跡象，表明食品出了問(wèn)題，或者它不是它聲稱(chēng)的那樣。布魯克公司擁有一系列核磁共振分析設(shè)備，可以驗(yàn)證，例如，果汁實(shí)際上是由瓦倫西亞橙制成的，或者橄欖油確實(shí)是特級(jí)初榨的，或者蜂蜜沒(méi)有被 "添加 "高果糖玉米漿。
　　事實(shí)上，檢測(cè)食品中不應(yīng)該存在的東西--無(wú)論是意外還是故意引入的--是分析測(cè)試設(shè)備的一個(gè)潛在的重要功能。但這種能力在很大程度上沒(méi)有得到充分利用，羅伯茨說(shuō)。"我沒(méi)有看到太多的客戶真正愿意花錢(qián)，特別是為摻雜物花錢(qián)，除非他們把它作為整體分析包的一部分。"
　　污染物的檢測(cè)可以分為非目標(biāo)檢測(cè)和目標(biāo)檢測(cè)，前者是尋找任何不屬于自己的東西，后者是尋找特定的物質(zhì)。光譜學(xué)，特別是近紅外，更適合于非目標(biāo)性檢測(cè)。
　　在涉及到某些摻雜物時(shí)，這兩種方法都比一些常見(jiàn)的 "濕 "化學(xué)方法有優(yōu)勢(shì)。尿素和三聚氰胺（其衍生物）已經(jīng)被牽扯到涉及源自中國(guó)的污染成分的丑聞中，這些成分被用于富含蛋白質(zhì)的產(chǎn)品，如嬰兒配方奶粉和寵物食品。因?yàn)槿矍璋泛偷鞍踪|(zhì)一樣，都含有大量的氮，它可以騙過(guò)通過(guò)測(cè)量氮含量來(lái)衡量蛋白質(zhì)的凱氏定律等測(cè)試；光譜學(xué)可以區(qū)分這兩者。
　　你的生產(chǎn)線是什么？
　　分析測(cè)試設(shè)備的兩個(gè)基本方面是在哪里使用和如何經(jīng)常使用?；镜倪x擇是：臺(tái)式，有時(shí)稱(chēng)為在線，即把樣品帶到實(shí)驗(yàn)室或其他專(zhuān)用測(cè)試區(qū)的設(shè)備上；在線，即在工廠車(chē)間進(jìn)行測(cè)試，可以用手持設(shè)備，也可以把樣品系統(tǒng)地轉(zhuǎn)移到一個(gè)側(cè)流中；以及在線，即對(duì)實(shí)際產(chǎn)品流進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。
　　在線測(cè)試是*準(zhǔn)確的選擇，特別是在波動(dòng)大的過(guò)程中。它還可用于自動(dòng)過(guò)程控制，例如調(diào)整溫度或烘箱停留時(shí)間等參數(shù)以達(dá)到水分目標(biāo)。但在線測(cè)試比臺(tái)式測(cè)試更昂貴，而且通常功能較少，只能關(guān)注一個(gè)或兩個(gè)參數(shù)。
　　"產(chǎn)品多或預(yù)算少的食品生產(chǎn)商可以從在線分析中受益，因?yàn)橐粋€(gè)臺(tái)式傳感器可以被配置為測(cè)量幾十種產(chǎn)品而不需要額外的硬件，"Process Sensors Corp.的營(yíng)銷(xiāo)協(xié)調(diào)員Bonnie Woods說(shuō)。"希望實(shí)現(xiàn)流程自動(dòng)化、獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并減少操作員依賴性的公司可從在線分析中受益。"
　　tec5usa公司食品、飼料和飲料業(yè)務(wù)發(fā)展和部門(mén)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Naimish Sardesai說(shuō)，這歸結(jié)為速度與全面性的問(wèn)題。
　　"臺(tái)式分析是一個(gè)黃金標(biāo)準(zhǔn)，但它可能是一個(gè)緩慢和昂貴的過(guò)程，"Sardesai警告說(shuō)。"這種技術(shù)*大的缺點(diǎn)是，當(dāng)你收到產(chǎn)品的定性結(jié)果時(shí)，它們可能已經(jīng)被包裝好了。在線光譜法的用戶可能不得不在某種程度上放棄分析的精度和變量數(shù)量，但[它]可以歸結(jié)為只有工藝所需要的東西。"
　　羅伯茨說(shuō)，在線分析的一個(gè)重要考慮因素是探針的正確位置，以便與產(chǎn)品保持一致的接觸。例如，液體流中的探頭不應(yīng)該放在容易產(chǎn)生空化現(xiàn)象的泵附近，因?yàn)橐胍后w流中的氣泡會(huì)干擾讀數(shù)。
　　對(duì)正確的參數(shù)使用正確的分析測(cè)試設(shè)備可以在很大程度上確保食品的美味和安全。這是每一個(gè)食品加工廠都希望通過(guò)的一項(xiàng)測(cè)試。