微波技术在食品加工中的应用 1)

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1、288 2012 年第 1 期 微波技术在食品加工中的应用 刘强文 （徐州市铜山中等专业学校， 江苏 徐州） 【摘 要】 微波技术是一种兴起的， 发展很快的技术， 在食品的加热， 杀菌， 干燥等方面都做出了极大的贡献， 在食品加工行业占 有重要的地位。本文论述了微波技术在各种食品加工中的应用原理和微波技术的优点。 【关键词】 微波技术； 加热； 食品加工 一、 微波概述 微波是一种波长为1-1000mm， 频率为300GHz300MHz 的电磁波。 在食品工业中， 微波常用频率为 915 2450MHz。 微波会与物料中的极性物质(如水分、 蛋白质和脂肪等)相互作 用， 通过使物料极性的取向随

2、外电磁场发生变化， 造成分子急 剧的摩擦和碰撞， 从而在同一瞬间加热物料的各部分。 相比常 规加热中所采用的外部加热模式， 微波利用介质损耗原理， 采 取内部加热的方式， 通过分子极化和离子导电两个效应对物料 进行直接加热。所以， 微波加热具有选择性、 即时性、 高效性， 以及热惯性小、 穿透性好、 加热均匀且易于控制等特点， 并且微 波技术的应用有利于环境保护和能源的节约。 二、 微波技术在食品加工中的两种应用 1.微波技术在食品的杀菌保鲜方面的应用及其原理 食品的传统杀菌， 通常可以采用高温干燥、 烫漂、 巴氏灭 菌、冷冻以及防腐剂等常规技术来实现。但这些设备大都庞 大， 处理时间长， 灭

3、菌不彻底或不易实现自动化生产， 同时往往 影响食品的原有风味和营养成分。而微波杀菌是使食品中的 微生物， 同时受到微波热效应与非热效应的共同作用， 使其体 内蛋白质和生理活动物质发生变异而导致微生物生长发育延 缓和死亡， 达到食品杀菌保鲜的目的。 微波杀菌机理主要包括热效应理论和非热效应理论。热 效应理论认为微波具有高频特性， 当它穿透介质时， 水、 蛋白 质、 核酸等极性分子受交变电场的作用而取向运动， 相互摩擦 产生热量， 从而导致温度升高， 使微生物的蛋白质、 核酸分子改 性或失活， 从而杀灭微生物。 非热效应理论主要有细胞膜离子 通道模型和蛋白质变性模型。前者认为微波对细菌的生物反 应

4、是微波电场改变细胞膜断面的电子分布， 影响细胞膜周围电 子和离子浓度， 从而改变细胞膜的通透性能， 细菌因此不能正 常代谢， 细菌结构功能紊乱， 生长发育受到抑制而死去。后者 认为， 微生物中的蛋白质、 核酸物质和水等极性分子在高频率、 强电场的微波场中随着微波极性的改变而引起蛋白质分子团 的旋转或振动， 使其蛋白质分子变性， 从而达到杀菌目的。 2.用微波技术催陈 各种酒在酿制过程中，必须在特定的条件下贮存一段时 间， 时间越长， 酒的口感越好， 即所谓 “酒越陈越香” 。 国内现已 有利用远红外、 太阳能、 高频电磁能、 激光能、 微波能等新技术 处理新酒， 使之加速老熟陈化过程， 取得不

5、同程度的进展， 而应 用最广泛、 性能最可靠、 效果最明显的是微波能老熟催陈技术。 主要机理是：利用微波对酒的化学反应和热效应。酒液是由 水、 乙醇和一些其它微量成分组成， 由于活度较大的自由乙醇 分子的存在， 使酒的辛辣味变大。而用微波处理时， 在微波场 的作用下， 酒中的水分子和乙醇分子重新排列， 更趋整齐， 乙醇 分子受到水分子的束缚、 活度有所减少， 使酒的辛辣和暴味大 大减轻， 这个过程比自然老熟要快得多。 乙醇和水分子都是极 性分子， 在微波场的作用下， 这些极性分子随着电场周期变化 而迅速旋转， 旋转次数为108 次/s， 促使自然老熟过程中缓慢进 行的氧化还原和酯化反应得到加剧

6、， 化学反应速度加快， 使醛 含量降低酯类增加。经过 1 min 2 min 的微波照射， 就能消 除新酒的辛辣， 减少杂味， 使酒绵软爽口， 醇和甘润， 可能达到 酒库贮存自然老熟方法所需 36 个月的效果。 三、 微波技术在食品加工方面的优点 1.升温速度快、 热能利用率高 常规加热法加热速度很慢。微波加热过程是微波能量与 目标物质相互作用被吸收而产生热能的过程， 在这个过程中， 微波能够深入到物料内部而不靠物体本身的热传导进行加热， 通过微波能与物料直接相互作用， 使表面与内部一起加热， 温 度升高的速度快， 加热均匀， 所需的时间非常短， 而且微波加热 设备本身不耗热， 热能绝大部分都

7、作用在物料上， 热效率高， 节 约能源。 2.具有杀菌， 保鲜作用， 产品质量高 微波可透入被加热物料内部， 使物料表面与内部的温度同 时升高， 故加热均匀， 表里一致。 与传统干燥方法相比， 不但加 热效率高， 加热时间短， 而且处理温度低， 能够较好地保持物料 中原有物质成分， 较好地保持物料中原有的色、 香、 味和营养物 质含量， 同时具有独特的杀菌优势， 有利于提高膨化食品质量 和产品贮藏期。 3.易于自动控制 利用微波加热， 无升温过程， 开机数分钟就可正常运转， 如 停机， 只需切断电源， 物料加热情况立即无条件地停止， 不存在 “余热” 现象。 总之， 微波技术在食品加工中的使用具有升温速度快、 热 能利用率高， 可以杀菌保鲜， 易于自动控制等优点。近年来微 波技术的不断发展使得它在食品加工行业中的运用越来越广 泛， 我们还需努力研究， 使其更好地为我们服务。 参考文献： 1黄建蓉.食品工业中的微波杀菌新技术J.中国食品工 业； 1998 （4） ： 26-27 . 2王绍林.微波加热技术在食品加工中的应用J.食品科 学， 2000 （2） .