食品的微波處理 隨著人民生活水平的不斷提高和消費(fèi)觀念的變化，對食品工業(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)今食品市場的一個消費(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)價值。雖然國家食品衛(wèi)生法對各類食品的衛(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)對食品的殺蟲滅菌與保鮮。但這些設(shè)備大都龐大，處理時間長，滅菌不徹底或不易實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，同時往往影響食品的原有風(fēng)味和營養(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)和生理活動物質(zhì)發(fā)生變異，而導(dǎo)致微生物體生長發(fā)育延緩和死亡，達(dá)到食品殺蟲、滅菌、保鮮的目的。 微波殺菌機(jī)理： 微波殺菌是利用了電磁場的熱效應(yīng)共同作用的結(jié)果。微波對細(xì)菌的熱效應(yīng)是使蛋白質(zhì)變性，使細(xì)菌失去營養(yǎng)、繁殖和生存的條件而死亡。微波對細(xì)菌的生物效應(yīng)是微波電場改變細(xì)胞膜斷面的電位分布、影響細(xì)胞膜周圍電子和離子濃度，從而改變細(xì)胞膜的通透性能，細(xì)菌因此營養(yǎng)不良，不能正常新陳代謝，細(xì)菌結(jié)構(gòu)功能絮亂，生長發(fā)育受到抑制而死亡。此外，決定細(xì)菌正常生長和穩(wěn)定遺傳繁殖的核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA），是由若干氫鍵緊密連接而成的卷曲形大分子，足夠強(qiáng)的微波可以導(dǎo)致氫鍵松弛、斷裂和重組，從而誘發(fā)遺傳基因突變，或染色體畸變，甚至斷裂。而且，微波殺菌與原料的含水量有較大的關(guān)系。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明：含水量在5%以下時，細(xì)菌蛋白質(zhì)固化需要150℃的高溫；而含水量在15%以上，在微波場強(qiáng)中則只需70℃。 所以食品的種種技術(shù)參數(shù)表明，采用微波殺菌的可行性和可靠性，是無可非議的。食品采用微波殺菌保鮮，提高了產(chǎn)品的貨架期。使廠家有更長的生產(chǎn)周期，而不必?fù)?dān)心產(chǎn)品質(zhì)量，更有利的贏得市場。因?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量才是企業(yè)生存的硬道理。 微波殺菌特點(diǎn)： 1、時間短、速度快 常規(guī)熱力殺菌是通過熱傳導(dǎo)，對流或輻射等方式將熱量從食品表面?zhèn)髦羶?nèi)部。要達(dá)到殺菌溫度，往往需要較長時間。微波殺菌是微波能與食品及其細(xì)菌等微生物直接相互作用，熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)共同作用，達(dá)到快速升溫殺菌作用，處理時間大大縮短，各種物料的殺菌作用一般在數(shù)分鐘。 2、低溫殺菌保持營養(yǎng)成份和傳統(tǒng)風(fēng)味 微波殺菌是通過特殊熱和非熱效應(yīng)殺菌，與常規(guī)熱力殺菌比較，能在比較低的溫度和較短的時間就能獲得所需的消毒殺菌效果。實(shí)踐表明，一般殺菌溫度在75-80℃就能達(dá)到效果，此外，微波處理食品能保留更多的營養(yǎng)成份和色、香、味、形等風(fēng)味，且有膨化效果。如常規(guī)熱力處理的蔬菜保留的維生素C是46-50%，而微波處理是60-90%，常規(guī)加熱豬肝維生素A保持為58%，而微波加熱為84%。 3 、節(jié)約能源 常規(guī)熱力殺菌往往在環(huán)境及設(shè)備上存在熱損失，而微波是直接對食品進(jìn)行作用處理，因而沒有額外的熱能損耗。此外，其電能到微波能的轉(zhuǎn)換效率在70-80%，相比之下，一般可節(jié)電30-50%。 4、均勻徹底 常規(guī)熱力殺菌是從物料表面開始，然后通過熱傳導(dǎo)傳至內(nèi)部。存在內(nèi)外溫差。為了保持食品風(fēng)味，縮短處理時間，往往食品內(nèi)部沒有達(dá)到足夠溫度而影響殺菌效果。由于微波具有穿透作用，對食品進(jìn)行整體處理時，表面和內(nèi)部都同時受到作用，所以消毒殺菌均勻、徹底。 5、便于控制 微波食品殺菌處理，設(shè)備能即開即用，沒有常規(guī)熱力殺菌的熱慣性，操作靈活方便，微波功率能從零到額定功率連續(xù)可調(diào)、傳輸速度從零開始連續(xù)調(diào)整，便于控制。 6、設(shè)備簡單，工藝先進(jìn) 與常規(guī)消毒殺菌相比，微波殺菌設(shè)備，不需要鍋爐，復(fù)雜的管道系統(tǒng)，煤場和運(yùn)輸車輛等，只要具備水、電基本條件即可。 7、改善勞動條件，節(jié)省占地面積 設(shè)備的工作環(huán)境溫度低、噪音小，極大地改善了勞動條件。整套微波設(shè)備的操作人員只需2-3人。廣泛用于果蔬、農(nóng)副產(chǎn)品、辣醬、牛肉干、瓜子、魚片、醬囟肉、鴨肉、雞肉等制品的熱化、干燥和殺菌，成功地將該產(chǎn)品推向市場取得良好的效果。如果該醬囟肉不采用微波殺菌和保鮮技術(shù)，則三天左右時間將會腐敗，嚴(yán)重影響銷售，達(dá)不到預(yù)定經(jīng)濟(jì)效益。在系統(tǒng)生產(chǎn)熟食品的整個過程中安排一段微波殺菌保鮮工藝將解決延長食品保鮮的關(guān)鍵手段，肉制品經(jīng)微波殺菌后，其鮮度、嫩度、風(fēng)味均保持原樣，衛(wèi)生指標(biāo)完全可低于國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，貨架貯存時間可達(dá)6-12個月，微波對肉制品殺菌、保鮮技術(shù)的成功應(yīng)用，由原來保鮮期3天，延長到1-2個月，月餅（餡料），經(jīng)過微波殺菌處理的月餅由原來的半個月，提高到100天以上。而餡料則可達(dá)到6個月以上。已將該項(xiàng)技術(shù)成果提高到嶄新階段。 微波促進(jìn)醫(yī)藥加工業(yè)的發(fā)展 (廣州帝威工業(yè)微波設(shè)備有限公司) 電磁波的發(fā)現(xiàn)使人們進(jìn)入信息社會，微波技術(shù)將通訊、廣播、電視送入千家萬戶．而微波能的應(yīng)用．人們首先享受到了微波爐的神妙．并為工業(yè)加熱提供了一種新的加熱方式。這種加熱方式在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工、醫(yī)藥等方面都得到廣泛應(yīng)用：一是利用其熱效應(yīng)，主要用于食品、藥材、農(nóng)副土特產(chǎn)品、木材、紙板、化工產(chǎn)品等的加熱干燥，陶瓷的預(yù)烘及燒結(jié)，像膠的硫化預(yù)熱等；二是利用其生物效應(yīng)，對食品、藥材、農(nóng)副土特產(chǎn)品等的低溫殺菌、防霉保鮮，白酒的催陳、醇化．中止發(fā)酵，育種等。微波加熱作為當(dāng)今高新技術(shù)．早己從實(shí)驗(yàn)室、家庭走向生產(chǎn)實(shí)用階段，為食品、醫(yī)藥、農(nóng)副土特產(chǎn)品的加工撐起一片藍(lán)天。 一、 微波加熱干燥、殺菌處理 微波是碩率從300MHZ ~300G MHZ的電磁波，其方向和大小隨時間作周期性變化。微波與物料直接相互作月，將越高頻電磁波轉(zhuǎn)化為熱能的過程即為微波加熱過程。水是強(qiáng)烈吸收微波的物質(zhì)，物料中的水分子是極性分子，它在微波作用下．其極性取向隨著外電磁場的變化而變化，915 MHz 的微波可使水分子每秒鐘運(yùn)動18.3億次，致使分子急劇磨擦、碰撞．使物抖產(chǎn)生熱化和膨化等一系列物化過程而達(dá)到微波加熱目的。 一、 特性曲線 (圖1 干燥、含水率、溫度特性) (圖2 微波殺菌特性曲線) 細(xì)菌是由水、蛋白質(zhì)、核酸、碳水化合物、脂肪和無機(jī)物等復(fù)雜化介合物構(gòu)成的一如凝聚態(tài)介質(zhì)、微波殺菌是微波的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)共同作用的結(jié)果，微波對細(xì)菌的熱效應(yīng)是使蛋白質(zhì)變性，使細(xì)菌失去營養(yǎng)、繁殖和生存的條件而死亡．微波對細(xì)茵的生物效應(yīng)是微波電場改變細(xì)胞膜斷面的電位分布、影響細(xì)胞周圍電子和離子濃度，從而改變細(xì)胞膜的通透性能．細(xì)菌因此營養(yǎng)不良．不能正常新陳代謝．細(xì)菌結(jié)構(gòu)功能紊亂，生長發(fā)育受到抑制而死亡。此外，決定細(xì)菌正常生長和穩(wěn)定遺傳繁殖的核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA），是由若干氫鍵緊密連接而成的卷曲形大分子．足夠強(qiáng)的微波可以導(dǎo)致氫鍵松弛、斷裂和重組．從而誘發(fā)遺傳基因突變．或染色體畸變、其至斷裂。微波殺菌正是利用了電磁場的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)對生物的破壞作用。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 ℃ ．時間約半小時以上；而微波殺菌溫度僅要70℃~105℃．時間約90~180 秒． 圖2是微波殺菌特性曲線。從圖2可見．微波殺菌要有三個階段。第一階段是迅速升溫．達(dá)到預(yù)定殺菌溫度，此段宜用較強(qiáng)的均勻能量密度；第二階段．是保溫過程，使殺菌物料的溫度處干均衡的過程：第三階段是自然或強(qiáng)制冷卻過程。 二、微波加熱干燥、殺菌特點(diǎn) 1 、加熱迅速、均勻 不需熱傳導(dǎo)過程，它能在瞬間穿透到波加熱物料中．穿透深度可達(dá)幾公分．甚至十幾公分．?dāng)?shù)秒到數(shù)分鐘就能把微波能轉(zhuǎn)換為熱能。微波具有選擇性加熱．將使加熱更均勻。 2 、節(jié)能高效 由于含有水分的物質(zhì)極易直接吸收微波而發(fā)熱，沒有經(jīng)過其他中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，因此，除少量的傳輸損耗外幾乎無其它損耗。微波加熱與遠(yuǎn)紅外加熱相比．節(jié)約能量1/3~1/2。 3 、防霉殺菌保鮮 微波加熱具有熱力效應(yīng)和生物效應(yīng)，因此，能在較低溫度下殺滅霉菌和細(xì)菌：能最大限度地保存物料的活性和食品中的維生素、色澤和營養(yǎng)成份。 4 、工藝先進(jìn)，可連續(xù)生產(chǎn) 只要開關(guān)微波電源即可實(shí)現(xiàn)加熱或終止。它有完善的傳送系統(tǒng)，可確保連續(xù)化生產(chǎn)，節(jié)省勞力． 5 、安全無害 由于微波能是控制在金屬制成的加熱室內(nèi)和波導(dǎo)管中工作．所以微波泄漏被有效地抑制。沒有放射線危害及有害氣體排放．不產(chǎn)生余熱和粉塵污染．既不污染物科．也不污染環(huán)境。 6 、設(shè)備占地小，改善勞動條件。 三、微波能促進(jìn)醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展] 從二十世紀(jì) 40 年代美國雷聲公司制造第一臺微波爐．到了五、六十年代，伴隨著大功率磁控管的研制成功．美英等國隧道式、由折波導(dǎo)等多種加熱器的問世，國外在微波能的應(yīng)用上掀起了一場新的“能源革命行動”．微波能的應(yīng)用普及到食品、醫(yī)藥、農(nóng)副土特產(chǎn)品、化工工業(yè)及當(dāng)代尖端技術(shù)等眾多領(lǐng)域中，技術(shù)先進(jìn)。 長期以來，我國醫(yī)藥加工業(yè)都是采用傳統(tǒng)的加熱干燥、殺菌方式，如采用熱風(fēng)、遠(yuǎn)紅外進(jìn)行藥品的干燥．用高溫高壓，鈷60輻照等進(jìn)行殺菌。它們不僅熱效率低、加熱時間長、占地面積大．不利于環(huán)保，同時，殺菌要在120℃左右的高溫下．時間20~40分鐘．其藥品的藥效和營養(yǎng)成份受到一定程度的玻壞。而采用微波干燥、殺菌能充分發(fā)揮微波干燥、殺菌特性，就可以解決傳統(tǒng)加熱的弊端。例如：用精心設(shè)計的藥丸微波干燥、殺菌設(shè)備，加工的藥丸不龜裂，一致性好．保持原藥性，大大延長了保質(zhì)期．采用10Kw 微波口服液殺菌的設(shè)備，每小時可加工10mL 的口服液 6000 只以上，其殺菌溫度僅為 80 ℃ 左右．時間不到 2 分鐘。不僅衛(wèi)生指標(biāo)達(dá)標(biāo)而且口服液色澤清澄、保持了口服液原營養(yǎng)成份、無沉淀，口感佳。 近年來微波在醫(yī)藥干燥、殺菌，醫(yī)藥的微波萃取發(fā)展很快．同時，由于微波真空、微波真空冷凍升華技術(shù)的不斷突破，且最近新近研制成的紫微光殺菌機(jī)是本公司獨(dú)特專利產(chǎn)品，也是國內(nèi)首創(chuàng)，更促進(jìn)了微波在醫(yī)藥加工業(yè)的發(fā)展． 廣州帝威工業(yè)徽波設(shè)備有限公司集科、工、貿(mào)為一體的專業(yè)從事開發(fā)、生產(chǎn)微波能應(yīng)用設(shè)備的高新技術(shù)企業(yè)．依據(jù)雄厚的技術(shù)實(shí)力，更注重新產(chǎn)品的研制、開發(fā)．近年來在醫(yī)藥加工業(yè)上研制出頻率915MHz、2450MHz 兩大系列，幾十種規(guī)格、型號的微彼干燥、殺菌設(shè)備己被眾多企業(yè)、藥廠使用，都得到滿意效果。如：廣東威士雅保健品有限公司的 “壯骨粉”干燥、殺菌；廣州奇星藥業(yè)有限公司和廣州僑光制藥廠的顆粒狀藥丸干燥、殺菌；廣東肇慶星湖生物化學(xué)制藥廠的“肌苷“干燥、殺菌；廣增醫(yī)藥的保健飲料殺菌；武漢金匙藥業(yè)有限公司粉狀、片狀藥品干燥、殺菌等。 實(shí)踐證明，微波更適用于產(chǎn)品價值高、質(zhì)量要求嚴(yán)、熱傳導(dǎo)率低、用傳統(tǒng)工藝難以加工的物料．而對于含水量過大的物料．單純用微波脫水有時也是不經(jīng)濟(jì)的。如果將微波與熱風(fēng)、蒸氣或遠(yuǎn)紅外等方法相結(jié)合，常會得到“事半功倍”的效果。如微波與遠(yuǎn)紅外相結(jié)合干燥．速率要比用傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥提高 8 涪以上．用微波與遠(yuǎn)紅外作為熱源，利用遠(yuǎn)紅外可使物料分子、原子振動產(chǎn)生熱能，二者結(jié)合，其干燥速率將是熱風(fēng)干燥的10 倍以上．熟化物料的速率也比其它熱源快5倍以上，而用本公司新研制的專利產(chǎn)品紫微光殺菌機(jī)更比純微波殺菌效果提高30%左右，溫度下降20%。這種具有科學(xué)性，實(shí)用性的組合，既無任何環(huán)境污染，又高效節(jié)能．大大延長產(chǎn)品保鮮期． 采用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)醫(yī)藥工業(yè)，將為海內(nèi)外醫(yī)藥工業(yè)開拓出一條嶄新道路．微波能在醫(yī)藥等工業(yè)上的應(yīng)用是廣大廠家需求．也是科學(xué)發(fā)展與人類社會進(jìn)步的需求。 我們相信．只要從事微波電子技術(shù)與醫(yī)藥等工業(yè)技術(shù)的科學(xué)工作者緊密合作．一定會使我國的醫(yī)藥工業(yè)走同國際先進(jìn)水平。