王樂(lè)，閆宇壯，馮國(guó)勇，魏文松，劉崇歆，張春江

1.中國(guó)人民解放軍32181部隊(duì)（西安 710000）；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（北京 100193）

在人類進(jìn)化歷程中，人們逐漸演化形成了以熱食為主的膳食模式。經(jīng)過(guò)熱處理，食物變得安全、營(yíng)養(yǎng)、美味，因此熱食模式促進(jìn)了人類的進(jìn)化。近年來(lái)，隨著食品工業(yè)的進(jìn)步，社會(huì)生活節(jié)奏的加快，精深加工食品在膳食組成中的比例越來(lái)越高。食品在消費(fèi)之前需要進(jìn)行復(fù)熱，以便達(dá)到最佳的食用體驗(yàn)，因此食品復(fù)熱作為食品消費(fèi)前的重要一環(huán)，對(duì)食品食用品質(zhì)呈現(xiàn)發(fā)揮著重要作用。

傳統(tǒng)的食品復(fù)熱多采用明火傳導(dǎo)加熱，能源消耗大、熱能利用低，且容易造成環(huán)境污染。近些年興起的化學(xué)復(fù)熱技術(shù)、電加熱與復(fù)熱技術(shù)等，推動(dòng)了整個(gè)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。該研究旨在分析化學(xué)復(fù)熱、電能復(fù)熱等食品復(fù)熱技術(shù)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)以及應(yīng)用現(xiàn)狀，為食品復(fù)熱技術(shù)的研究及工業(yè)化應(yīng)用提供參考。

1 化學(xué)復(fù)熱技術(shù)

1.1 技術(shù)原理

化學(xué)復(fù)熱技術(shù)是指在一定激發(fā)條件下，特定的熱源物質(zhì)和激活劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)熱，再通過(guò)一定的傳熱形式，將熱量傳遞給食品以達(dá)到復(fù)熱的技術(shù)[1]。目前，常見(jiàn)熱源形式可分為三大類：氧化反應(yīng)式、水合反應(yīng)式和無(wú)火焰燃燒式。其中最常用的熱源是水合反應(yīng)式，水合反應(yīng)式的主要代表類型有生石灰與水型、鋁與水型、鐵與水型、鎂與水型以及混合金屬與水型。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

第一，化學(xué)復(fù)熱裝置攜帶使用方便。目前食品用化學(xué)發(fā)熱包不用火，不用電，只需加入少量水，即可實(shí)現(xiàn)食品復(fù)熱目的，操作簡(jiǎn)單。第二，復(fù)熱速度快，時(shí)間短?；瘜W(xué)加熱技術(shù)中的熱源和激活劑反應(yīng)迅速，可在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱量用于食品復(fù)熱，而且待復(fù)熱的食品多為預(yù)制食品，復(fù)熱效率高。第三，使用不受時(shí)間、地點(diǎn)限制?；瘜W(xué)復(fù)熱方式省去了傳統(tǒng)加熱方式的復(fù)雜程序和器具，便于操作，受時(shí)間和地點(diǎn)的限制小。

1.2.2 技術(shù)缺點(diǎn)

第一，復(fù)熱后產(chǎn)品品質(zhì)亟需改善。采用目前技術(shù)復(fù)熱后的食品，產(chǎn)品品質(zhì)保持不佳，連食性較差。第二，發(fā)熱裝置產(chǎn)熱率和熱利用率還需提高。目前商品化發(fā)熱包多為鋁水型和鎂鐵型，反應(yīng)后產(chǎn)生的熱量利用效率較低。第三，安全性和環(huán)保性仍有不足。鋁水型、鎂鐵型發(fā)熱包在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生氫氣，在密閉環(huán)境中有爆炸風(fēng)險(xiǎn)，反應(yīng)殘余物作為固體廢物，對(duì)環(huán)境的影響不容忽視。

1.3 應(yīng)用現(xiàn)狀

化學(xué)復(fù)熱技術(shù)最初應(yīng)用于軍用食品的復(fù)熱。美國(guó)納蒂克研發(fā)工程中心在1980年研制出鎂鐵型的軍用食品加熱裝置，實(shí)現(xiàn)了美軍野外食品熱食化保障[2]。隨之歐洲、日本等國(guó)家和地區(qū)也逐漸研制出方便米飯復(fù)熱裝置，并逐漸形成市場(chǎng)化應(yīng)用[3]。近年來(lái)，隨著科技的進(jìn)步，化學(xué)加熱技術(shù)已歷經(jīng)了五代，包括生石灰型、鋁水型、Mg/Fe型、酸酐堿酐型和空氣激活型。美國(guó)HeatGenie公司研發(fā)的化學(xué)自加熱裝置，在食品罐體底部裝設(shè)發(fā)熱裝置，裝置扭轉(zhuǎn)一定角度可啟動(dòng)激活發(fā)熱體系，快速完成食品加熱。潘國(guó)貴[4]發(fā)明的食品快速?gòu)?fù)熱裝置，由外殼體和內(nèi)殼體兩部分組成，內(nèi)殼體外側(cè)連有通水管，外殼體上設(shè)有通氣裝置，內(nèi)、外殼體之間形成帶攪拌的加熱空腔，避免內(nèi)部熱量大量損失，復(fù)熱效果較好。

2 電能復(fù)熱技術(shù)

2.1 歐姆加熱技術(shù)

2.1.1 技術(shù)原理

歐姆加熱又稱導(dǎo)電加熱和電阻加熱[5]，其原理是利用食品自身的導(dǎo)電性來(lái)加熱食品。食品中含有可電離的酸或鹽，當(dāng)電流通過(guò)食品時(shí)，內(nèi)部產(chǎn)生電阻熱效應(yīng)，促使食品內(nèi)部溫度升高，從而達(dá)到食品復(fù)熱的目的[6]。歐姆加熱技術(shù)應(yīng)用于食品復(fù)熱，熱量產(chǎn)生于食品內(nèi)部，從而可以實(shí)現(xiàn)快速?gòu)?fù)熱，但需要保證物料與電極接觸良好，對(duì)于形狀不規(guī)則的食品復(fù)熱較為困難。

2.1.2 技術(shù)特點(diǎn)

2.1.2.1 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

第一，歐姆加熱過(guò)程中，電流直接通過(guò)食品進(jìn)行導(dǎo)電加熱，無(wú)需借助傳熱面和介質(zhì)間的溫度差，因此食品內(nèi)加熱較均勻，有效避免了食品局部過(guò)熱和傳熱面焦糊現(xiàn)象。第二，歐姆加熱系統(tǒng)的熱量是根據(jù)焦耳定律產(chǎn)生的，其加熱程度和速率取決于食品本身的電導(dǎo)率，熱量滲透不受物料尺寸和形狀的影響，與微波加熱、射頻加熱等方式相比，歐姆加熱的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)95%以上。第三，歐姆加熱通過(guò)電源控制系統(tǒng)進(jìn)行，除動(dòng)力泵外無(wú)其他運(yùn)動(dòng)部件，加熱過(guò)程中不同物料切換無(wú)需清洗設(shè)備，整體操控簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，應(yīng)用于商業(yè)化生產(chǎn)可降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率[7]。

2.1.2.2 技術(shù)缺點(diǎn)

第一，部分食品不具有導(dǎo)電性（如脂肪、冰、骨骼等）或電導(dǎo)率不隨物料溫度呈線性變化時(shí)（如食品成分不均勻、固液混合不穩(wěn)定等），歐姆加熱會(huì)造成食品加熱不均及局部過(guò)熱現(xiàn)象[8]。第二，歐姆加熱是流場(chǎng)、溫度場(chǎng)和電場(chǎng)耦合的過(guò)程，加熱過(guò)程較為復(fù)雜，在加熱后期隨著電導(dǎo)率的升高，物料的加熱速度較難控制。第三，在加熱過(guò)程中，食品中的蛋白質(zhì)、脂肪等組分可能會(huì)粘附在電極表面，影響電極的穩(wěn)定性、導(dǎo)電性和使用壽命，從而降低加熱效率和產(chǎn)品品質(zhì)。

2.1.3 應(yīng)用現(xiàn)狀

20世紀(jì)70年代，Sanders等[9]發(fā)明了歐姆加熱裝置，并對(duì)肉和魚(yú)進(jìn)行了熱加工；20世紀(jì)90年代，英國(guó)APV Baker公司開(kāi)發(fā)了商用歐姆加熱裝置[10]。20世紀(jì)末，隨著新型鈦、鉑材料的產(chǎn)生以及電子信息技術(shù)的發(fā)展，歐姆加熱技術(shù)逐漸向?qū)嵱没a(chǎn)業(yè)化發(fā)展。目前日本的ISUMI Food Machinery和Frontier Engineering公司、英國(guó)的C-Tech Innovation公司、瑞士的Nestle Corporation和德國(guó)的法蘭克福香腸加工企業(yè)等均引入了歐姆加熱裝置，歐姆加熱裝置在食品解凍、滅菌和加熱等方面逐漸被推廣應(yīng)用[11]。我國(guó)歐姆加熱技術(shù)研究起步較晚，目前研究多處于實(shí)驗(yàn)室階段，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用較少。吳忠等[12]設(shè)計(jì)了一種歐姆加熱裝置，并研究了獼猴桃漿在流動(dòng)過(guò)程中的歐姆加熱效果。Guo等[13]采用歐姆加熱技術(shù)處理4種不同填充方式的土豆泥食品，利用麥克斯韋方程組和電場(chǎng)分析準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了加熱過(guò)程中的熱量變化，為歐姆裝置在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用提供支撐。馮晚平等[14]發(fā)明了一種歐姆加熱凍肉解凍裝置。采用耐高濕、耐腐蝕且絕緣性良好的尼龍做成冷凍杯體，在銅板表面設(shè)置強(qiáng)度大、硬度大、抗腐蝕性強(qiáng)的鈦極板來(lái)解決電腐蝕問(wèn)題。

2.2 微波加熱技術(shù)

2.2.1 技術(shù)原理

微波加熱是電磁輻射、交變電場(chǎng)和熱傳遞共同作用的結(jié)果，是一種“冷熱源”，在加熱過(guò)程中不產(chǎn)生熱氣，其原理為食品在微波作用下，物料內(nèi)的極性分子快速移動(dòng)，偶極子旋轉(zhuǎn)，極性分子和離子相互摩擦瞬時(shí)產(chǎn)生熱量，從而達(dá)到復(fù)熱食品的目的。微波加熱能夠產(chǎn)生兩方面的效果，一是微波能轉(zhuǎn)化為熱能實(shí)現(xiàn)對(duì)物料加熱，二是微波與物料中的生物活性組分或混合物等相互作用而產(chǎn)生非熱效應(yīng)，抑制或提升其生物活性[15]。

2.2.2 技術(shù)特點(diǎn)

2.2.2.1 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

第一，加熱速度快、時(shí)間短。微波具有較強(qiáng)的穿透性，熱量直接在食品內(nèi)部產(chǎn)生和傳遞，縮短了加熱時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。第二，食用品質(zhì)保持好。微波能穿透到食物內(nèi)部進(jìn)行加熱，避免了外焦內(nèi)生、外干內(nèi)濕現(xiàn)象，同時(shí)微波具有低溫殺菌優(yōu)勢(shì)，能夠提高殺菌產(chǎn)品品質(zhì)[16]。第三，食物營(yíng)養(yǎng)成分保存高。微波加熱具有熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)，在將食物完成加熱的同時(shí)，能夠減少食品營(yíng)養(yǎng)成分破壞和損失。

2.2.2.2 技術(shù)缺點(diǎn)

微波加熱的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在加熱不均方面。介質(zhì)對(duì)微波能量的吸收受介電常數(shù)影響，由于不同食品中水和鹽分的含量不同，介電常數(shù)和耗損因數(shù)也會(huì)不同，微波加熱過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)加熱不均勻現(xiàn)象。Li等[17]對(duì)微波加熱不均勻問(wèn)題及解決措施進(jìn)行了綜述，指出可通過(guò)改善微波腔內(nèi)電磁場(chǎng)分布的均勻性和食品在微波腔內(nèi)運(yùn)動(dòng)的均勻性來(lái)改善微波加熱的效果。

2.2.3 應(yīng)用現(xiàn)狀

20世紀(jì)40年代，Spencer第一個(gè)申請(qǐng)了有關(guān)微波加熱技術(shù)的專利，開(kāi)啟了微波加熱的篇章；到60年代，微波加熱技術(shù)在食品、醫(yī)藥、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面開(kāi)始被廣泛應(yīng)用。我國(guó)微波加熱技術(shù)研究稍顯滯后，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代[18]。近年來(lái)，隨著微波加熱技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種形式微波爐的出現(xiàn)，微波加熱成為一種重要的食物復(fù)熱方式。微波爐在美國(guó)、日本、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家普及率已達(dá)80%～90%，國(guó)內(nèi)一線城市的普及率也高達(dá)95%以上。但是開(kāi)展微波加熱的工業(yè)化應(yīng)用研究卻稍顯遲滯。Filiz等[19]研究了微波解凍、碳纖維板輔助倉(cāng)解凍和自然解凍土豆丁的效果，結(jié)果表明微波解凍所需時(shí)間最短，能夠更好地保持食品營(yíng)養(yǎng)成分和外觀品質(zhì)。喬學(xué)彬等[20]探究微波復(fù)熱功率和加熱時(shí)間對(duì)速凍醬拌雞絲品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)微波功率為640 W、加熱時(shí)間為60 s時(shí)產(chǎn)品的感官品質(zhì)、水分含量、剪切力和出品率的分值最優(yōu)。楊豐銘等[21]通過(guò)使用掃頻源與多端口，發(fā)明了一種四端口微波腔體加熱結(jié)構(gòu)，解決了微波加熱不均勻問(wèn)題。

2.3 遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)

2.3.1 技術(shù)原理

紅外線是一種波長(zhǎng)在0.7～1000 μm之間，位于可見(jiàn)光與微波之間的電磁波，根據(jù)波長(zhǎng)不同可分為近紅外線、中紅外線和遠(yuǎn)紅外線。其加熱原理是利用加熱元件所發(fā)出來(lái)的遠(yuǎn)紅外線照射到食品上，其熱能以電磁波的形式被食品分子吸收，從而達(dá)到加熱的目的。紅外加熱過(guò)程中，大多數(shù)食品輻射能量密度最大波長(zhǎng)剛好在遠(yuǎn)紅外波長(zhǎng)范圍，而且水中羥基鍵伸縮振動(dòng)的固有頻率與波長(zhǎng)2.7 μm的電磁波相同，因此紅外加熱中應(yīng)用的主要是遠(yuǎn)紅外線[22]。

2.3.2 技術(shù)特點(diǎn)

2.3.2.1 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

第一，加熱效率高。遠(yuǎn)紅外加熱不需要傳熱介質(zhì)，直接通過(guò)輻射將熱量傳遞給食品，避免了介質(zhì)因素導(dǎo)致的熱量散失。此外，遠(yuǎn)紅外加熱可穿透到食品內(nèi)部進(jìn)行加熱，加熱效率高。第二，溫度易于控制。遠(yuǎn)紅外加熱過(guò)程中輻射熱慣性小，食品無(wú)需和熱源接觸，食品不會(huì)焦化，易于實(shí)現(xiàn)智能控制，便于大規(guī)模生產(chǎn)。第三，安全環(huán)保成本低。遠(yuǎn)紅外輻射過(guò)程中，輻射能與發(fā)熱體溫度呈正比，可節(jié)省大量能源，而且輻射加熱中對(duì)人體和環(huán)境無(wú)不良影響。

2.3.2.2 技術(shù)缺點(diǎn)

第一，加熱不均勻。不同食品組分對(duì)紅外線的吸收效率不同，從而導(dǎo)致食品加熱不均。第二，加熱效果受食品特性影響較大。加熱體積較大、密度較大的食品時(shí)，熱量在食品內(nèi)不易擴(kuò)散，影響加熱效率和食品品質(zhì)。

2.3.3 應(yīng)用現(xiàn)狀

遠(yuǎn)紅外線加熱技術(shù)首先出現(xiàn)于1953年，至20世紀(jì)80年代，國(guó)外開(kāi)始在食品工業(yè)中推廣應(yīng)用[23]。我國(guó)在各類食品的紅外加熱機(jī)理和工藝方法等基礎(chǔ)理論研究方面，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在很大差距。目前該技術(shù)多應(yīng)用于食品滅酶、殺菌和干燥等方面。Sheridan等[24]應(yīng)用中波紅外線和遠(yuǎn)波紅外線對(duì)肉餅進(jìn)行加熱，結(jié)果發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)波紅外線對(duì)肉餅的加熱速度優(yōu)于中波紅外線。Udomkun等[25]研究了遠(yuǎn)紅外加熱爐和常規(guī)加熱爐對(duì)雞塊和油炸介質(zhì)的熱分布和理化性質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)紅外加熱具有較高的加熱速率和較均勻的熱分布。王安敏等[26]設(shè)計(jì)了一種食品快速解凍設(shè)備，該設(shè)備由紅外加熱裝置、超聲霧化加濕裝置和溫濕度控制裝置三部分組成，在加熱的同時(shí)可控制設(shè)備內(nèi)的溫濕度，提高解凍后食品的口感。

2.4 電磁感應(yīng)加熱技術(shù)

2.4.1 技術(shù)原理

電磁感應(yīng)加熱是指電源產(chǎn)生的交變電流通過(guò)線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，導(dǎo)磁性物質(zhì)置于其中切割交變磁力線，從而在物體內(nèi)部產(chǎn)生無(wú)數(shù)的小漩渦流，渦流使物體內(nèi)部的原子高速且無(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)，原子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能，從而達(dá)到加熱的目的。電磁感應(yīng)加熱可分為靜態(tài)加熱和動(dòng)態(tài)加熱。靜態(tài)電磁感應(yīng)加熱是將導(dǎo)磁性物質(zhì)放在交變電磁場(chǎng)中，交變電磁場(chǎng)提供非靜電力，在金屬內(nèi)部形成感應(yīng)渦流，渦流產(chǎn)生焦耳熱從而加熱物體。靜態(tài)電磁感應(yīng)技術(shù)在食品中的主要應(yīng)用是電磁爐。動(dòng)態(tài)電磁感應(yīng)是利用多相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)或旋轉(zhuǎn)的永磁體產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)進(jìn)行加熱。動(dòng)態(tài)電磁感應(yīng)加熱不僅基于交變磁場(chǎng)中鐵心的渦流、磁滯效應(yīng)，同時(shí)還利用了鐵磁物質(zhì)運(yùn)動(dòng)切割磁力線，在定子閉合線圈中感應(yīng)旋轉(zhuǎn)電勢(shì)的電流效應(yīng)。動(dòng)態(tài)電磁感應(yīng)將旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳統(tǒng)意義上的“損耗”轉(zhuǎn)化為有效熱能，提高了熱功率，并且安全環(huán)保[27]。

2.4.2 技術(shù)特點(diǎn)

2.4.2.1 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

第一，電磁感應(yīng)加熱速度快，效率高。電磁感應(yīng)加熱避免了熱交換或熱輻射過(guò)程中的熱損失，熱量轉(zhuǎn)化最高可達(dá)95%[28]。第二，使用中綠色節(jié)能。電磁感應(yīng)加熱無(wú)明火產(chǎn)生、無(wú)燃料消耗、無(wú)廢物排放，清潔環(huán)保。第三，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。感應(yīng)加熱使用的工作元件，抗疲勞和使用壽命較高，安裝后易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，降低成本。

2.4.2.2 技術(shù)缺點(diǎn)

第一，精準(zhǔn)控溫較難。目前難以準(zhǔn)確測(cè)量負(fù)載內(nèi)食品溫度，溫控精度不高，易導(dǎo)致食品加熱不足或加熱過(guò)度，尤其是加熱容器底部極易焦化。第二，應(yīng)用范圍受限制，存在輻射風(fēng)險(xiǎn)。目前電磁加熱技術(shù)只能加熱鐵質(zhì)容器，并且功率控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，受電壓影響較大，對(duì)周圍其他電器易產(chǎn)生干擾，存在一定的輻射性。第三，技術(shù)研發(fā)不足，工業(yè)化成本較高。目前，電磁感應(yīng)加熱技術(shù)的性能參數(shù)研究不夠深入，感應(yīng)部件互換性和適應(yīng)性較差，工業(yè)化應(yīng)用投入成本高。

2.4.3 應(yīng)用現(xiàn)狀

20世紀(jì)初電磁感應(yīng)加熱技術(shù)首先應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，80年代后期，隨著電子產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，該技術(shù)在裝備性能、效率、體積等方面有了巨大提升，應(yīng)用領(lǐng)域和使用范圍也越來(lái)越廣。20世紀(jì)50年代，我國(guó)才開(kāi)展電磁感應(yīng)技術(shù)的自主研發(fā)和創(chuàng)新，目前我國(guó)電磁感應(yīng)加熱技術(shù)發(fā)展迅速，在食品領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用[29]。Qiu等[30]采用在鍋底和線圈之間引入絕熱層的方法，建立了電磁爐的電磁熱耦合模型，提高電磁爐系統(tǒng)的加熱效率，節(jié)約加熱時(shí)間。Levacher等[31]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)傳輸帶上的扁平狀產(chǎn)品進(jìn)行電磁感應(yīng)加熱，可節(jié)省50%的能源，加熱液體產(chǎn)品可節(jié)省20%的能源。王旭寧等[32]設(shè)計(jì)了一種電磁加熱式食品加工機(jī)，通過(guò)電磁線圈盤、金屬盤、杯體和杯座復(fù)熱合理設(shè)計(jì)，提高了食品加工機(jī)的加熱效率。

2.5 射頻加熱技術(shù)

2.5.1 技術(shù)原理

射頻是指頻率為10～300 MHz的高頻電磁波。射頻加熱是利用食品分子在電磁波中的運(yùn)動(dòng)將電磁能轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程[33]。當(dāng)食品物料處于射頻場(chǎng)時(shí)，食品中的偶極分子（如水和脂肪等）在高頻電磁波作用下趨向極化，發(fā)生振動(dòng)并摩擦生熱，實(shí)現(xiàn)食品加熱目的。射頻能量不會(huì)使水分子離子化，是一種非離子化輻射技術(shù)。

2.5.2 技術(shù)特點(diǎn)

2.5.2.1 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

第一，加熱速率快。食品在射頻場(chǎng)中的加熱速率與物料介電損耗因子呈正比，無(wú)需熱傳導(dǎo)過(guò)程，直接將所吸收的電磁波轉(zhuǎn)化成熱能，加熱速率快。第二，穿透性強(qiáng)，均勻性好。射頻加熱可瞬間在食品內(nèi)部均勻、精確地產(chǎn)生熱量，且穿透性比微波更強(qiáng)，不受食物的導(dǎo)電性、尺寸、密度影響[34]。第三，具有水分自平衡效應(yīng)。水分在食品中分布并不均勻，含水量高的部分介電損耗越大，食品的加熱速率也就越大，該部分射頻加熱的能量會(huì)更集中，水分蒸發(fā)更大，食品中的水分分布會(huì)趨向均勻。

2.5.2.2 技術(shù)缺點(diǎn)

第一，技術(shù)開(kāi)發(fā)不足。近年來(lái)雖然對(duì)射頻技術(shù)的研究越來(lái)越多，但大多數(shù)研究仍限于實(shí)驗(yàn)室水平，尚需要突破大量工程化技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。第二，存在產(chǎn)品局部加熱過(guò)度問(wèn)題。射頻加熱食品過(guò)程中在一定程度上會(huì)出現(xiàn)局部過(guò)熱現(xiàn)象，導(dǎo)致食品品質(zhì)降低。第三，經(jīng)濟(jì)成本較高。射頻加熱設(shè)備昂貴，工業(yè)成本較高。

2.5.3 應(yīng)用現(xiàn)狀

20世紀(jì)中期，美國(guó)學(xué)者首次提出了射頻加熱的概念，并將其應(yīng)用于肉制品加熱、蔬菜加工和面包制作等領(lǐng)域。隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大到冷凍食品解凍、食品烘焙以及食品殺菌等方面。20世紀(jì)末射頻加熱技術(shù)引入中國(guó)，但其應(yīng)用范圍僅限于醫(yī)療行業(yè)和工業(yè)行業(yè)[35-36]。近年來(lái)，隨著對(duì)射頻技術(shù)的研究和認(rèn)識(shí)不斷深入，該技術(shù)在食品的加熱、干燥和滅菌等方面逐漸得到應(yīng)用。Zhang等[37]研究表明，相比于傳統(tǒng)蒸煮加熱，射頻加熱后肉糜的持水性、硬度和咀嚼性更好，質(zhì)量損失更小。Zhu等[38]開(kāi)發(fā)了一種簡(jiǎn)化的圓柱形電磁波導(dǎo)體，并建立了相關(guān)計(jì)算機(jī)仿真模型，以提高高水分食品射頻加熱的均勻性。Yang等[39]研究了射頻加熱對(duì)冷凍魚(yú)糜的解凍效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)27.12 MHz的射頻波可以對(duì)魚(yú)糜樣品進(jìn)行加熱，熱分布的均勻性良好，解凍樣品的凝膠性質(zhì)不受影響。

3 技術(shù)對(duì)比與發(fā)展趨勢(shì)分析

3.1 復(fù)熱效率比較

化學(xué)復(fù)熱過(guò)程中發(fā)熱包與食品不完全接觸，存在較大的熱量損失，較之其余復(fù)熱方式，其復(fù)熱效率最低。歐姆加熱將食品作為電阻，利用食品自身的電阻效應(yīng)產(chǎn)熱，其復(fù)熱效率優(yōu)于化學(xué)復(fù)熱技術(shù)。微波、遠(yuǎn)紅外、電磁和射頻加熱技術(shù)都是利用電磁波進(jìn)行加熱，其中電磁感應(yīng)加熱技術(shù)需要通過(guò)介質(zhì)傳熱，而微波、遠(yuǎn)紅外和射頻加熱是利用物料自身的介電性質(zhì)進(jìn)行加熱，復(fù)熱效率會(huì)更高。此外，射頻的波長(zhǎng)大于紅外和微波，對(duì)物料的穿透力度也更大，復(fù)熱大體積食品物料時(shí)更有優(yōu)勢(shì)，遠(yuǎn)紅外線的穿透能力沒(méi)有微波強(qiáng)，但其波長(zhǎng)更短，能量更高。

3.2 食品品質(zhì)影響

化學(xué)加熱和電磁感應(yīng)加熱都需通過(guò)介質(zhì)傳熱實(shí)現(xiàn)，會(huì)存在傳熱面加熱過(guò)度或內(nèi)部加熱不足現(xiàn)象，而且化學(xué)加熱過(guò)程中難以控制加熱溫度和進(jìn)度，會(huì)對(duì)食品品質(zhì)有較大影響。歐姆、微波、遠(yuǎn)紅外和射頻加熱技術(shù)都是直接在物料內(nèi)部進(jìn)行加熱，有效避免了傳熱面焦糊或內(nèi)部加熱不足現(xiàn)象，復(fù)熱后的食品品質(zhì)會(huì)較好。但當(dāng)食品成分不均或固液混合時(shí)，不同食品部位的阻抗以及對(duì)電磁波的吸收程度會(huì)不同，因此，歐姆、微波、遠(yuǎn)紅外和射頻加熱技術(shù)會(huì)存在加熱不均現(xiàn)象。

3.3 安全環(huán)保性

化學(xué)加熱中的鋁水型自熱包反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氫氧化鈣，具有一定腐蝕性，水合型反應(yīng)過(guò)程中伴隨氫氣的產(chǎn)生，在密閉環(huán)境中累積會(huì)存在安全風(fēng)險(xiǎn)。微波、電磁和射頻加熱過(guò)程中存在一定的輻射，可能會(huì)對(duì)機(jī)體造成健康損傷[40]；遠(yuǎn)紅外技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域開(kāi)展應(yīng)用，相對(duì)安全；歐姆加熱過(guò)程中不存在輻射問(wèn)題，是幾種技術(shù)中最安全的。

3.4 發(fā)展趨勢(shì)

化學(xué)復(fù)熱技術(shù)依托其簡(jiǎn)單便捷、可隨時(shí)隨地開(kāi)展的優(yōu)勢(shì)，目前在軍用食品和方便食品（如自熱火鍋、自熱米飯等）中具有廣泛的應(yīng)用，但其存在一定的安全和污染風(fēng)險(xiǎn)，并且復(fù)熱效率不高，需要進(jìn)行持續(xù)的技術(shù)革新。歐姆加熱應(yīng)用范圍主要為流體和半流體食品，技術(shù)操作簡(jiǎn)單，加工成本低，新電極材料的出現(xiàn)可形成連續(xù)式歐姆加熱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，未來(lái)在食品復(fù)熱中會(huì)占有一席之地，目前在發(fā)達(dá)國(guó)家中歐姆加熱正處于商業(yè)化推廣和設(shè)備完善階段。微波加熱和電磁感應(yīng)加熱技術(shù)（主要為家用微波爐和電磁爐）目前應(yīng)用最廣泛，其成本低、技術(shù)成熟、操作簡(jiǎn)單；遠(yuǎn)紅外和射頻加熱技術(shù)加熱效率更高，應(yīng)用范圍更廣泛，但目前技術(shù)應(yīng)用尚處于起步階段，要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

我國(guó)食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，新技術(shù)、新工藝、新裝備不斷投入產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，電磁爐、微波爐、紅外烤箱等加熱裝置已成為大眾廚房中的基本復(fù)熱器具，但現(xiàn)有復(fù)熱技術(shù)大多存在加熱不均、工業(yè)化應(yīng)用難等缺點(diǎn)。因此，未來(lái)還需要針對(duì)工業(yè)加工、家庭使用、戶外應(yīng)用等不同場(chǎng)景，開(kāi)發(fā)專業(yè)化、系列化的食品復(fù)熱技術(shù)與裝備，重點(diǎn)研發(fā)不同復(fù)熱技術(shù)的工藝參數(shù)、加工適宜性，并研制系列裝備；同時(shí)重視技術(shù)的融合應(yīng)用，將多種技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，發(fā)揮雙重優(yōu)勢(shì)，例如將微波加熱和射頻加熱進(jìn)行結(jié)合，在保留微波加熱優(yōu)勢(shì)的同時(shí)又具備了射頻加熱的優(yōu)點(diǎn)[41]，以進(jìn)一步提高食品品質(zhì)和復(fù)熱效率。