微波工業(yè)烘干殺菌在農(nóng)產(chǎn)品加工領(lǐng)域的應(yīng)用
一、概述
隨著人民生活水平的不斷提高和消費(fèi)觀念的變化，對(duì)食品工業(yè)的產(chǎn)品結(jié) 構(gòu)、質(zhì)量品質(zhì)、安全衛(wèi)生等提出了越來越高的要求，特別是各類傳統(tǒng)、方便的袋包裝食品，更是成為當(dāng)今食品市場(chǎng)的一個(gè)消費(fèi)熱點(diǎn)。但是在這些食品的生產(chǎn)、保存、運(yùn)輸和銷售過程中極易污染變質(zhì)，從而失去商業(yè)價(jià)值。雖然國(guó)家食品衛(wèi)生法對(duì)各類食品的衛(wèi)生指標(biāo)都作了嚴(yán)格規(guī)定，但在一般情況下，是很難符合標(biāo)準(zhǔn)的。這不僅大大影響了商品的貨架期，而且對(duì)保障人民身體健康也是極為不利的。盡管通常可以采用高溫干燥、燙漂、巴氏滅菌、冷凍以及防腐劑等常規(guī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)食品的殺蟲滅菌與保鮮。但這些設(shè)備大都龐大，處理時(shí)間長(zhǎng)，滅菌不*或不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，同時(shí)往往影響食品的原有風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成份。而微波殺蟲滅菌是使食品中的蟲菌等微生物，同時(shí)受到微波熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)的共同作用，使其體內(nèi)蛋白質(zhì)和生理活動(dòng)物質(zhì)發(fā)生變異，而導(dǎo)致微生物體生長(zhǎng)發(fā)育延緩和死亡，達(dá)到食品殺蟲、滅菌、保鮮的目的。
二、微波營(yíng)養(yǎng)大米烘干殺菌保鮮的機(jī)理
微波殺菌、保鮮就是希望將食品經(jīng)微波能處理后使食品中的菌體、蟲菌等微生物喪失活力或死亡，保證食品在一定保存期內(nèi)含菌量仍不超過食品衛(wèi)生法所規(guī)定的允許范圍，從而延長(zhǎng)其貨架期。
以下簡(jiǎn)述微波干燥殺菌保鮮的機(jī)理：*，細(xì)菌、成蟲與任何生物細(xì)胞一樣，是由水、核糖核酸，蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪和無機(jī)物等復(fù)雜化合物構(gòu)成的一種凝聚介質(zhì)。其中水是生物細(xì)胞的主要成份，含量在75-85%，因?yàn)榧?xì)菌的各種生理活動(dòng)都必須有水參與才能進(jìn)行，而細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖過程，對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)物的吸收是通過細(xì)胞膜質(zhì)的擴(kuò)散、滲透吸收作用來完成的。在一定強(qiáng)度微波場(chǎng)的作用下，食品中的蟲類和菌體也會(huì)因分子極化馳豫，同時(shí)吸收微波能升溫。由于它們是凝聚態(tài)介質(zhì)，分子間的強(qiáng)作用力加劇了微波能向熱能的能態(tài)轉(zhuǎn)化。從而使體內(nèi)蛋白質(zhì)同時(shí)受到無極性熱運(yùn)動(dòng)和極性轉(zhuǎn)動(dòng)兩方面的作用，使其空間結(jié)構(gòu)變化或破壞而使其蛋白質(zhì)變性。蛋白質(zhì)變性后，其溶解度、粘度、膨脹性、滲透性、穩(wěn)定性都會(huì)發(fā)生明顯變化，而失去生物活性。另一方面，微波能的非熱效應(yīng)在滅菌中起到了常規(guī)物理滅菌所沒有的特殊作用，也是贊成細(xì)菌死亡原因之一。微波殺菌、保鮮是微波熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)共同作用的結(jié)果。微波的熱效應(yīng)主要起快速升溫殺菌作用；而非熱效應(yīng)則使用微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)和生理活性物質(zhì)發(fā)生變異，而喪失活力或死亡。因此，微波殺菌溫度低于常規(guī)方法，一般情況下，常規(guī)方法殺菌溫度要120℃-130℃,時(shí)間約1小時(shí)，而微波殺菌溫度僅要70℃-105℃,時(shí)間約90-180秒。
1、時(shí)間短、速度快
常規(guī)熱力干燥殺菌是通過熱傳導(dǎo)，對(duì)流或輻射等方式將熱量從物體表面?zhèn)髦羶?nèi)部。往往需要較長(zhǎng)時(shí)間，物體內(nèi)部才能達(dá)到所需的干燥度和殺菌溫度。介質(zhì)由極性分子和非極性分子組成，電磁場(chǎng)作用下，這些極性分子從原來的隨機(jī)分布狀態(tài)轉(zhuǎn)向依照電場(chǎng)的極性排列取向。而在高頻電磁場(chǎng)作用下，這些取向按交變電磁的頻率不斷變化，這一過程造成分子的運(yùn)動(dòng)和相互摩擦從而產(chǎn)生熱量。此時(shí)交變電場(chǎng)的場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)的熱能，使介質(zhì)溫度不斷升高，故微波加熱是介質(zhì)材料自身損耗電場(chǎng)能量而發(fā)熱。所以微波加熱處理時(shí)間大大縮短，在一定功率密度強(qiáng)度下，一般只要數(shù)十秒、幾分鐘即能達(dá)到滿意效果。
2、低溫干燥殺菌保持營(yíng)養(yǎng)成份
微波有熱效應(yīng)的快速升溫和非熱效應(yīng)的雙重殺菌作用，相比常規(guī)熱力干燥、殺菌能在比較低的溫度和較短的時(shí)間就能獲得所需的干燥、殺菌效果。一般殺菌溫度在65—70。C，75—80。C或103—121。C里，時(shí)間在3—8分鐘，且能保留更多的食品營(yíng)養(yǎng)成分和色、香、味、形等風(fēng)味。例如：采用常規(guī)熱力處理蔬菜保留的維生素C是46—50%，相比之下，微波處理法能達(dá)到保留維生素C的60—90%，常規(guī)加熱法豬肝維生素A保留值為58%，而微波法加熱則可達(dá)84%。
3、節(jié)約能源
微波電能轉(zhuǎn)換效率高，一般在70%以上。微波是直接對(duì)食品進(jìn)行作用處理，加熱箱體本身不被加熱，因而不存在額外的熱能損耗，所以節(jié)能省電，一般可節(jié)電30—50%。
4、均勻*
常規(guī)熱力干燥、殺菌是從物料表面開始，然后通過熱傳導(dǎo)傳至物料內(nèi)部。物料內(nèi)外溫度存在溫差，內(nèi)外干燥、殺菌效果 *性差。為了保持風(fēng)味，縮短處理時(shí)間，往往內(nèi)部達(dá)不到足夠溫度而影響干燥、殺菌效果。采用提高處理溫度可有所改善這一現(xiàn)象，然而這使物品表面的色、香、味、形等品質(zhì)下降。微波具有穿透性能，表面和內(nèi)部同時(shí)作用，能保證內(nèi)、外部溫度一同達(dá)到要求值，所以干燥、殺菌均勻、*。
5、便于控制、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)
微波食品干燥、殺菌處理設(shè)備操作簡(jiǎn)單，便于控制，沒有熱慣性，能根據(jù)不同食品工藝規(guī)范要求進(jìn)行處理，減少生產(chǎn)操作人員，降低生產(chǎn)成本。
6、設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝*
與常規(guī)殺菌相比，微波設(shè)備不需要鍋爐、管道系統(tǒng)、煤場(chǎng)和運(yùn)輸車輛等，只要具備水、電基本條件即可，對(duì)廠房無特殊要求，投資少、見效快。
7、改善勞動(dòng)條件、節(jié)省占地面積
微波設(shè)備無高溫、無奈熱、本身不發(fā)熱，無熱輻射。可大大改善勞動(dòng)條件，而且設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省廠房面積。
