电磁波加工在食品工业中的应用

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1、电磁波加工在食品工业中的应用2009-09-2811:31:01

2、  分类： 09食品物性学 

3、  标签：无

4、字号 订阅 构成食品材料的粒子大都带有某种电荷，可以形成电势差或电动势，当食品材料在受到外界刺激时，就会产生抵抗，通常表现为食品材料的电导率、电容率、击穿电位、刺激电位等电学特性。因此，可以利用电磁场对食品进行有效地加工处理。1电磁波处理和加工电学特性在食品加工中的应用主要有两方面：一是通过对食品电学特性的把握来更好地对食品成分、组织和状态等品质进行分析监控；二是在食品加工中有效利用其电磁性质来进行加工处理。具体分为：利用电磁波加工、利用静电场加工和利用电阻抗加工等。

5、电磁波加工按电磁波长分类为商用交流电、高频波、微波、红外线辐射、紫外线辐射等几类。食品加工中使用较广的是微波、红外线和紫外线。1.1微波在食品加工中的应用微波是指波长在1mm-1m，频率在300MHz-30GHz之间的电磁波，在食品工业中可将其用于微波萃取、微波解冻、微波焙烤和微波杀菌等单元操作。根据用途，微波被分为两大类：一是在食品加工中作为一种加热手段，进行微波干燥、膨化、消毒、灭菌和热烫等；二是以各种形式的微波炉出现，作为辅助加热工具，进行肉的解冻、融化等，或者直接用于食品的加热烹调。1.1.1微波萃取微波萃取是提取天然植物中有效成分的一项新型技术。微波能穿透萃取介质并

6、渗透到物质细胞内部，使物料内部的极性分子随外电场变化而激烈碰撞摩擦，从而使其内部温度迅速升高，引起细胞破裂，使有效成分自由流出而被溶剂溶解。与传统有机溶剂萃取相比，它具有更高选择性，且可有效保护提取物中功效成分，耗能低，省时安全。番茄红素具有很强抗氧化性，具有防癌、增强免疫功能的作用，但其稳定性较差，陈剑波等人利用微波对其进行提取，减少了番茄红素破坏，具有萃取速度快、产率高、产品品质好、色泽浅、无污染等优点。它比传统热提取提高了40%，较索氏提取省时，较CO2超临界萃取成本低，投资少。为天然色素的提取提供了很好的思路。1.1.2微波干燥微波波长较一般食品物料短很多，但穿透力相

7、对较强，热惯性小。相对于传统加热干燥，微波干燥在物料各个部位同时进行加热，避免了传统方法由外向内形成温度梯度而导致物料表面硬化或不均匀的负效应，所以干燥速度快，时间短，而且可以最大限度地保持食品的色、香、味，减少营养元素损失；其次，微波加热设备本身不耗热，热能绝大部分都用在物料上，所以热效率高，对环境几乎没有影响，同时设备占地少，目前，在食品加工中已被广泛应用。在低压或者真空条件下进行干燥可以避免温度、氧气等对食品产生不良的影响，进一步缩短热干燥时间，避免食品品质的恶化。如微波真空干燥技术在果汁生产上的应用，对Vc的影响很小，对果粉中挥发物质的影响也较喷雾干燥或冷冻干燥都要小

8、。微波干燥可以降低压力和温度，使农作物尤其是谷物减少损伤。1.1.3微波杀菌微波杀菌应用已相当广泛，其机理可用热效应和非热效应来解释。热效应是指微波产生的热量使微生物体内蛋白质、核酸等分子改性，从而达到杀菌效果；非热效应是指在电磁场作用下，微生物细胞壁破裂，致使细胞内核酸和蛋白外泄导致微生物死亡。微波杀菌已用于固体物料、保健品、乳制品、豆制品、淀粉类制品、饮料制品、蔬菜制品、调味品、水产品、水果等食品的杀菌保鲜及包装材料和容器的灭菌。此外，微波还可用于酒类、发酵调味品的催陈、绿茶的杀青，蔗糖汁的减色等工艺过程。微波灭酶在谷物制品和果树加工过程中应用比较广泛，其效果不比传统的沸

9、水或蒸汽烫漂差，由于微波加热时间短，升温速度快，对食品品质影响更小。研究表明对平菇采用微波灭酶处理，终温度只需达到90℃，传统热烫在100℃下5min才能达到同样的效果。当然，微波灭酶技术的应用还应考虑制品的性质。1.1.4微波膨化微波加热速度快，物料内部气体温度急剧上升，由于基质传热速率慢，受热气体处于高度受压状态，达到一定强度时就会发生膨化。高水分含量物料中，水分在干燥初期大量蒸发，使制品表面温度下降，膨化效果不好；当水分低于20%时，物料粘性增加，其内部空隙中的水分和空气较难泄出而影响膨化效果。微波加热过程辅以降低体系压强的办法，可有效地加工膨化产品。1.1.5微波解冻

10、传统解冻时热量首先作用在冻结制品表面，然后再向制品内部传导，熔融表面导热差、内部升温慢，造成熔融周期长，品质恶化，汁液损失增加，甚至可能导致不良化学反应、产生毒素等。微波解冻是指将制品温度由冻藏温度提高到一个较高的温度（仍然低于冰点），而不升到环境温度。此时，制品虽是硬的，但不再是冻结固体。在冻牛肉的微波解冻操作中发现：低温范围内，微波能的穿透深度较深，保证了冻结制品受热均匀。915Hz的微波穿透力较强，适用于较厚的冻结制品的解冻；2450Hz的微波穿透力较弱，在对较厚制品进行解冻时，必须同时使表面降温