食品微波杀菌技术的研究

《食品微波杀菌技术的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、食品微波杀菌技术的研究及其应用现状摘要：近年来，微波杀菌技术已越来越广泛地应用于食品工业之中。本文主要阐述了食品微波杀菌技术的机理，研究发展以及其应用现状。关键词：食品加工，微波杀菌一、微波杀菌机理微波是一种频率3()()MHz〜3()()GHz、波长().()()1〜的电磁波。目前，工业上有915MHz和2450MHz两个频率被广泛应用。微波与生物体的相互作用是一个极其复杂的过程，是生物体受到微波辐射后所产生的综合生物效应的结果。对于微波杀菌机理，目前存在热效应与非热效应两种观点。1•热效应关于微波杀菌的机理，2()世纪四五十年代普遍认为只有致热效应。热

2、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，使微生物内的蛋白质、核酸等分了结构改性或失活,从而杀灭微生物。2.非热效应许多研究表明，微波与一般加热灭菌方法相比，在一矩温度下细菌死亡吋间缩短或在相同条件下灭菌致死温度降低，这个事实无法仅用热致死理论来解释。人们对此展开一系列研究,出现了不同类型的非热效应解释模型，主要有细胞膜离了通道模型和蛋白质变性模型等。前者认为微波对细菌的生物反应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

3、透性能，细菌因此不能正常代谢，细菌结构功能紊乱，牛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。Dcsscl等在食品中接种细菌，然后用2450MHz微波杀菌。结果表明，微波杀菌所需的时间仅为传统加热方法的l/9-l/12oOlsen的研究证实微波辐射能在比传统加热方法低的温度下杀灭物料中的微牛物，为牛物效应的存在提供了有力论据。3•微波杀菌特性微波杀菌是微波的热效应和生物效应的共同结果，打破了常规加热杀菌以热力为唯一主

4、宰力量的格局。因此，要求人们今后不仅应探讨微波杀菌的具体工艺参数，而且更应深入研究微波杀菌机理，使之形成成熟的理论体系。二、微波杀菌技术的研究进展微波能技术作为应用科学主耍产生于2()世纪40年代，并在之后的2()年间，伴随着大功率磁控管的研制成功，英、美等国相继开发了多种类型的微波加热器，在微波能的应用上掀起了一场新的“能源革命行动”，微波能逐步应用于食品、医药等领域中。我国从20世纪70年代开始进行微波技术的研究，目前已在微波杀菌工艺与设备等方面取得了长足的进步。1.微波杀菌工艺(1)连续微波杀菌工艺。连续微波杀菌在国内外食品杀菌屮已得到广泛研究，如根

5、据食品的介电常数、含水量确定其杀菌时间、功率密度等工艺参数；对于食品物料的介电机理及在微波场中升温杀菌理论模型也有一定的研究。连续微波杀菌既可用于食品的巴氏杀菌，也可用于高温短时杀菌。目前已进行的应用和研究对象包括液态食品如啤酒、乳制品、果蔬汁饮料、酱油、黄酒等，此外还有畜禽制品、果蔬制品、粮油制品、水产品、功能食品等。(2)微波杀菌与常规热力杀菌结合的杀菌工艺。微波杀菌与常规热力杀菌相结合可以充分发挥两种杀菌方式的优点，缩短常规热力杀菌时间，同时也可以避免有些成分复杂、水分含量不均匀的食品在微波杀菌时的加热不均匀。操作时，可以先微波加热到一定温度，再舟常

6、规方法加热杀菌；也可以先以常规方法加热，再用微波杀菌。(3)脉冲微波杀菌工艺。传统微波杀菌主要是利用微波的热效应，而使用脉冲微波杀菌主要利用非热效应。近10年来，人们把冃标集屮于研究连续电磁波产生的非热效应上，脉冲微波的非热效应是生物电磁学一个最新的研究领域。目前的研究普遍认为，电磁脉冲对细胞的作用主耍集屮在细胞膜上。目前实现脉冲微波杀菌有两条途径：第一条途径是采用瞬时高压脉冲微波能量而平均功率很低的脉冲微波杀菌技术。将这样的微波能量加到被处理的物料上，便物料在极短吋间内受到高能量的微波照射，使细菌等微生物在极高的电磁场作用下失去生存能力从而达到杀菌的冃的

7、。第二条途径是不采用高功率脉冲微波，而是将原有相对而言幅度较低的连续波微波功率，周期性地切断，处于毫秒级持续时间和毫秒级停断时问。细菌的肌体受到周期性的、连续的作用，如果该周期和细菌存在的振荡周期一致，就可能造成谐振状态，导致细菌的细胞膜振破，将细菌致死，而达到杀菌效果。(4)多次快速加热和冷却的微波杀菌工艺。多次快速加热和冷却的微波杀菌工艺适合于对温度敏感的液体食品杀菌，如饮料、米酒的杀菌保鲜。其目的是快速地改变微生物的生态环境温度，并且多次进行微波辐照杀菌，从而避免让物料较长时问连续性地处于高温状态，为保持物料的色香味及其营养成分提供有利条件。进行快速

8、加热和冷却的微波杀菌操作吋，被处理液料在低耗介质导管内流动，当物料