◎ 牟婧婧

（青海大學農(nóng)牧學院，青海 西寧 810016）

1 微波冷凍的原理

冷凍干燥技術可以保持或極大程度避免破壞被干燥物料的生物活性、營養(yǎng)成分及原有性狀，己在食品工業(yè)中廣泛應用。但是由于常規(guī)傳熱過程的傳質傳熱速率低、能耗較大、干燥時間較長，從而限制了冷凍干燥技術的進一步推廣[1-2]。而微波加熱的冷凍干燥技術克服了以上缺點，在冰點以下將含水物質進行凍結并在真空及共晶溫度之下實行升華干燥，通過微波向凍結成固態(tài)的待干燥物料提供相應的升華潛熱，進而去除含水物料中的水分。

微波電磁場中，由微波產(chǎn)生能量使物料成為體熱源，且物料傳熱方向與蒸汽移動方向一致，是物料加熱干燥中最理想的狀態(tài)，所以微波加熱干燥的效率要比常規(guī)加熱干燥效率大。微波通過對食品中各種成分的粒子的作用，使物料表面和內(nèi)部同時加熱，無高溫熱源，能夠克服傳統(tǒng)的加熱方式中的熱傳導的缺陷。因而利用微波作為冷凍干燥的熱源可以提高干燥速率，減少干燥時間。

2 微波冷凍技術的優(yōu)缺點

2.1 優(yōu)點分析

微波冷凍干燥與傳統(tǒng)的熱傳導和輻射傳熱的干燥方式相比具有加熱效率大、干燥時間短、能量損耗少、易于控制和可改善待干燥產(chǎn)品的品質等優(yōu)點，這些優(yōu)點可以提高干燥效率，減少設備的占用空間，降低能量消耗，降低物料的表面溫度，避免物料表面形成干硬膜等。

微波冷凍干燥最大的特點是可對物料整體進行加熱，即在微波場中物料受到微波作用使微粒相互摩擦產(chǎn)生熱量，實現(xiàn)從內(nèi)到外物料溫度的整體升高，且干燥較為均勻。微波干燥不但減小了傳熱阻力，使物料中水分的移動方向與溫度梯度方向相同，從而減小了傳質阻力，提升干燥速率，避免物料在干燥過程中皺縮，保持復水性。

2.2 缺點分析

微波冷凍干燥設備成本高、良品率較低，并且在真空狀態(tài)下微波發(fā)生器可能發(fā)生放電現(xiàn)象，使微波冷凍干燥應用于工業(yè)生產(chǎn)的難度較大。另外，由于采用微波冷凍干燥技術生產(chǎn)的部分產(chǎn)品（如雙孢菇干制品[3]）很難達到冷凍生產(chǎn)產(chǎn)品的質量要求，需要對相關產(chǎn)品進行綜合品質控制。

3 微波冷凍技術在食品行業(yè)的應用

3.1 在果蔬制品脫水加工中的應用

脫水果蔬具有質量小、水分含量低、貯藏期長、無需冷鏈等優(yōu)點，可以有效平衡果蔬的季節(jié)性供應，提高果蔬材料的利用率，其利潤明顯高于其他類型的果蔬。近幾年，我國脫水果蔬出口產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，研究表明，在世界脫水蔬菜出口量上，我國脫水蔬菜的出口量約占2/3[4]。然而整體來看，我國脫水果蔬產(chǎn)業(yè)的技術相對落后，其中有90%的相關產(chǎn)業(yè)使用熱風干燥，采用此方法加工生產(chǎn)的產(chǎn)品品質低、附加值小、經(jīng)濟效益差。冷凍干燥技術作為國際公認的優(yōu)質脫水食品加工技術，生產(chǎn)出來的凍干果蔬附加值高，在國際市場上的價格為采用熱風干燥方法生產(chǎn)的脫水果蔬的4 ～6 倍[1]。但是冷凍干燥的干燥時間長、能耗大、成本高等問，一些生產(chǎn)廠家寧愿選擇保守落后的熱風干燥技術。微波冷凍干燥技術一定程度上減輕了上述問題，優(yōu)化了果蔬的干制加工技術，保障產(chǎn)品質量。

3.2 在果蔬重組產(chǎn)品中的應用

重組是將食品的組織粉碎或打漿后用模具將其重新合成的過程。和新鮮果蔬不同，重組可以減少或避免原料的缺陷，提高原料利用率，還可以生產(chǎn)加工出不同口味和形狀的產(chǎn)品。目前，有學者已經(jīng)對重組技術和微波冷凍干燥技術進行了研究，如Huang L 等對比了采用4 種不同的干燥方式（微波凍干，凍干，真空微波及真空干燥技術）加工土豆/蘋果重組脆片的干燥特性，結果表明微波干燥技術不僅可以生產(chǎn)出品質較高的產(chǎn)品，還能明顯提升干燥效率[5]。Zhang F 等就甘藍重組脆片在不同干燥方式進行了對比，證明增大微波強度或干燥溫度能夠顯著減少干燥時間，但是會對產(chǎn)品的質地造成不良影響[6]。

4 展望

綜上所述，當前關于微波冷凍干燥技術的理論和試驗研究均證明該技術相對冷凍干燥技術有明顯優(yōu)勢，然而由于微波冷凍干燥所經(jīng)歷的過程比普通凍干流程復雜，所以從Copson 初次嘗試微波冷凍干燥試驗[7]直到現(xiàn)在，對微波冷凍干燥技術的研究仍然聚焦于傳熱傳質的基礎理論層次，而實際生產(chǎn)工藝及具體產(chǎn)品的研究很少，國內(nèi)外的研究人員對該技術的研究也相對較少。微波冷凍干燥技術要在實際的生產(chǎn)活動中應用，必需結合具體物料，開展大量的試驗研究，解決微波冷凍干燥過程中的各種問題。