第9章食品的微波技术.pptVIP

第九章 食品微波加工技术 1965年由美国Cryodry Comporation 公司研制成功了世界上第一台915MHz/50kW隧道式微波干燥设备，并在Seyfert Foods食品公司首次投入实际应用，用来干燥油炸马铃薯片。此后微波能技术在美国、日本、加拿大和欧洲等发达国家在用来解决食品工业中的多种加热干燥、烹制、杀虫灭菌和回温解冻等方面相继获得成功并表现出强大的技术优势。到七十年代，世界各国普遍推广应用。例如在气候温和潮湿的日本，微波在食品工业中的应用占整个工业应用的60%。 我国自1973年由南京电子管厂率先研制成功了工业微波干燥设备以来，我国已成功地将微波能应用于烧烤食品、干果焙烤、牛肉干燥、蔬菜脱水、快餐面干燥、食品杀菌、饮料杀菌、白酒陈化催熟等许多领域，并取得显著进展。 普通家用微波炉使用的频率一般为2450MHz，而食品工业所使用的微波加热设备的频率则有915MHz (美国用896MHz)和2450MHz两种。 以水为例，说明微波感应加热的原理。如图9.1表示， 3.物料的介电性质 在一般情况下，加工物料的含水量愈大，其介质损耗也愈大。某些物料在温度上升时，其介质损耗系数降低，这时就出现了所谓的自动平衡。微波加热的这种自动平衡作用使得物料的加热更均匀，避免出现局部过热的缺陷。但是，有些物料在加热时，温度上升，其介质损耗系数也升高，这时就出现恶性循环。 冰的介电常数为3.2。介质损耗系数为0.001，而水的介电常数为80，介质损耗系数为0.2左右(在2450MHz下)。所以在加热冰冻食品时，如果不把融化的水随时排走，则由于水的介电常数和介质损耗系数都比冰大得多，最后有可能能量主要为水所吸收，而冰得不到加热。在食品解冻时应注意这个问题。 图9.2是水和冰的介质损耗系数与温度的关系。 4.物料的密度 物料的密度大，其升温速度慢。物料的密度不仅由于影响单位体积热容量而直接影响微波对物体的加热，而且还影响物料的介电性质，从而间接影响微波的热效应。 5.物料的比热容 比热容小的物质温度升高的速度快。食品往往是多种原材料配制而成的多组分混合体系，不同成分具有不同的比热容，从而会有不同的温升速度，不同的组分又呈现不同的介电特性，故有不同的吸收微波功率的能力。因此，在多组分食品的微波加热中，应该很好地对比热容加以控制，以便使各组分的加热速度达到基本同步的要求。 上述讨论的这些因素有些相互关联，有些还受别的因素影响。例如物料的介电特性和比热容，不仅受温度的影响，而且也与食品中的盐浓度有关，盐含量增加，加热速度加快，但穿透深度减小。影响微波加热的因素非常复杂，实际工作中应慎重考虑选择和掌握各项控制条件。 §9.2 食品的微波杀菌技术 9.2.1微波杀菌的机理 食品微波杀菌的机理包括热效应和非热效应。 1.热效应 微波作用于食品，食品吸收微波能，温度升高。食品中污染的微生物细胞在微波场的作用下，产生热效应，温度升高。温度的快速升高使其蛋白质结构发生变化，从而失去生物活性，使菌体死亡或受到严重干扰而无法繁殖。 2.非热效应 ① 细胞膜离子通道改变； ② 蛋白质变性； ③ 改变生理生化反应的活化能； ④ 诱发各种离子基团，使微生物的生理活性物质发生改变； ⑤ 导致DNA和RNA结构中氢键的松弛、断裂和重新组合， 诱发一些基因突变，中断细胞的正常生理功能。 9.2.2 微波杀菌特点 （1）时间短，速度快。 常规热力杀菌是通过热传导、对流或辐射等方式将热量从食品表面传至内部，往往需较长时间内部才能达到杀菌温度。 微波则利用其透射作用，以热效应和非热效应共作用，使食品内外均匀，迅速升温杀灭细菌。处理时间大大缩短，在强功率密度强度下，甚至只要几秒至数十秒即达到满意效果。 （2）杀菌温度低，可保持食品风味和营养 微波热效应的快速升温和非热效应的生化作用，增强了杀菌功能。 相比常规热力杀菌在较低温度、较短的时间内就能获得灭虫杀菌效果，一般杀菌温度在75-80℃，处理时间3-5min。 微波特有的加工方式能保留更多的有效成分，保持原有的色、香、味、形等特征。 如采用常规热力处理蔬菜保留的维生素C 在46-50%,微波处理能达到60-90%;常规加热猪肝维生素A保持在58%,而微波加热则达84%。 （3）加热均匀，杀菌彻底 常规热力杀菌是从物料表面开始，通过热传导，由表及常规热力杀菌是从物料表面开始!通过热传导，由表及里渐次加热，内外存在温差梯度，造成内外杀菌效果不一致，愈厚问题就愈突出，为保持食品风味并缩短处理时间，就得提高处理温度换取处理时间的缩短，然而这将使食品表面的色、香、味、形等品质下降；而微波的穿透性，使