王騁 竇鴻瑄

摘 要：近年來(lái)，微波技術(shù)在我國(guó)民用領(lǐng)域的運(yùn)用范圍越來(lái)越廣，對(duì)國(guó)內(nèi)食物加工能力的提高有著重要的影響。相較于傳統(tǒng)技術(shù)，微波技術(shù)具有高效、節(jié)約資源、便捷、干凈、營(yíng)養(yǎng)成分流失少、升溫快和溫度高等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于食物加工行業(yè)具有重要的意義。基于此，本文對(duì)微波技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：微波技術(shù);食品加工;應(yīng)用

Application of Microwave Technology in Food Processing

WANG Cheng， DOU Hongxuan

（Jiangsu Ocean University， Lianyungang 222000， China）

Abstract： In recent years， microwave technology has been used more and more widely in China’s civil field， which has an important impact on the improvement of domestic food processing capacity. Compared with traditional technology， this technology has the advantages of high efficiency， resource saving， convenience， cleanliness， less loss of nutrients， fast heating and high temperature， which is of great significance to the food processing industry. Based on this， this paper studies the application of microwave technology in food processing.

Keywords： microwave technology; food processing; application

微波的頻率通常為300 MHz～300 GHz，我國(guó)普通微波儀器的頻率通常為245 GHz，對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域使用的微波，其頻率則為915 MHz或者245 GHz。從20世紀(jì)40年代起，微波技術(shù)逐漸走入人們的生活并為食物加工企業(yè)所運(yùn)用，因?yàn)槠湫矢?、安全可控、?jié)約能源以及簡(jiǎn)單易操作等特點(diǎn)，被加熱、烘干、滅菌等領(lǐng)域所青睞[1]。在國(guó)內(nèi)外各類(lèi)資料的幫助下，本文總結(jié)了相關(guān)技術(shù)的分析與研究成果，對(duì)微波在各個(gè)食品領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，并且對(duì)其在食物加工領(lǐng)域的作用進(jìn)行了研究與分析，提出了目前仍未解決的矛盾以及未來(lái)的發(fā)展方向，對(duì)我國(guó)在該領(lǐng)域的發(fā)展具有一定的借鑒意義[2]。

1 微波機(jī)理

熱傳導(dǎo)以及利用對(duì)流來(lái)傳熱是最為主要的兩種加熱方式，熱量以一種較慢的速度由表及里地進(jìn)行傳遞。相比較紅外線、遠(yuǎn)紅外線等其他用于輻射加熱的電磁波，微波波長(zhǎng)更長(zhǎng)，所以，微波具有非常明顯的穿透性。在透入介質(zhì)時(shí)，微波可以結(jié)合介質(zhì)產(chǎn)生一定的相互作用，介質(zhì)分子在2 450 MHz的微波頻率下，可以產(chǎn)生2 450 000 000次/s的振動(dòng)，介質(zhì)分子之間產(chǎn)生摩擦，以此增加介質(zhì)的溫度，同時(shí)加熱介質(zhì)材料的內(nèi)部以及外部。所以，這一操作促使常規(guī)加熱中的熱傳導(dǎo)時(shí)間得到了明顯的縮短。同時(shí)，微波對(duì)于介質(zhì)材料的加熱、升溫一般都是瞬時(shí)的，具有非?？斓纳郎厮俣龋椅⒉ǖ妮敵龉β适请S時(shí)可以進(jìn)行調(diào)整以及控制的。所以，介質(zhì)溫升可無(wú)惰性的隨之改變，“余熱”現(xiàn)象不會(huì)存在，方便自動(dòng)控制且滿足連續(xù)化生產(chǎn)的需要[3]。與此同時(shí)，微波還具有選擇性加熱的作用。微波的能力被物質(zhì)吸收，主要由物質(zhì)所具有的介質(zhì)損耗因數(shù)來(lái)決定吸收能力。也就是說(shuō)，物質(zhì)具有越大的介質(zhì)損耗因數(shù)，那么則對(duì)應(yīng)越強(qiáng)的微波吸收能力，反之則對(duì)應(yīng)越低的介質(zhì)損耗因數(shù)。由于各物質(zhì)具有的介質(zhì)損耗因數(shù)存在差異，微波加熱表現(xiàn)出明顯的選擇性加熱的作用。也就是說(shuō)，不同的物質(zhì)產(chǎn)生的熱效果是不同的。例如，食物中的水分子屬于極性分子，存在較大的介電常數(shù)，對(duì)應(yīng)的介質(zhì)損耗因數(shù)也比較大，對(duì)微波則有著非常強(qiáng)的吸收能力。如果食物含有大量的蛋白質(zhì)或者碳水化合物等，其所含有的介電常數(shù)較小。所以，相比水分子，其對(duì)微波的吸收能力則明顯較小。因此，對(duì)于食品來(lái)說(shuō)，微波加熱效果會(huì)受到含水量多少的影響。

2 微波技術(shù)在雜糧食品加工中的應(yīng)用

2.1 微波技術(shù)在烹飪雜糧食品中的應(yīng)用前景

目前，微波技術(shù)在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的運(yùn)用，其具有效率高、速度快、安全可控等顯著的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)不同的粗糧產(chǎn)品類(lèi)型，使用微波技術(shù)處理則可以取得不同的烹飪效果。雖然粗糧具有較豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，但是相較于精細(xì)面粉來(lái)講，口感較差，通過(guò)微波爐對(duì)精細(xì)面粉進(jìn)行處理，調(diào)整精細(xì)面粉的口感，可滿足人們的需求。由于使用微波技術(shù)烹飪食物具有顯著的獨(dú)特性，在粗糧食物烹飪中聯(lián)合使用微波技術(shù)也可以將粗糧食物轉(zhuǎn)變成吸引人們的新式菜品，同時(shí)創(chuàng)造出全新的靈感與富含營(yíng)養(yǎng)的新做法[4-5]。

2.2 微波技術(shù)在雜糧食品加工中的應(yīng)用

2.2.1 微波技術(shù)具有一定的干燥功能

在采用微波技術(shù)對(duì)粗糧進(jìn)行加熱時(shí)，粗糧內(nèi)部以及外部都受到了微波干燥功能的影響，而非僅僅靠熱傳導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而當(dāng)雜糧食物被微波加熱時(shí)，其中的水分從里面到外面逐漸均勻地?cái)U(kuò)散開(kāi)來(lái)，干燥效率高。目前，該技術(shù)的干燥功能被廣泛運(yùn)用，主要涉及食品加工過(guò)程中的各個(gè)方面。即使該技術(shù)在干燥方面具有很多優(yōu)勢(shì)，但成本高、消耗大仍是不可忽視的一個(gè)問(wèn)題。因此急需聯(lián)合食品干燥領(lǐng)域的企業(yè)，將該技術(shù)的干燥功能以及其他相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行合并，鑒于該技術(shù)的特征，一般是運(yùn)用反向連接的方式來(lái)進(jìn)行。

2.2.2 利用微波技術(shù)來(lái)催陳

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)很多酒企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì)選用雜糧酒。隨著時(shí)間的推移，大部分酒品會(huì)逐漸陳化。采用微波技術(shù)能夠在很大程度上減少雜糧酒陳釀時(shí)間帶來(lái)的成本。葡萄酒主要由水分和酒精構(gòu)成，其質(zhì)量好壞受到酒精濃度的影響。在使用微波技術(shù)進(jìn)行雜糧酒釀造時(shí)，基于微波熱效應(yīng)作用下的水分子會(huì)產(chǎn)生摩擦運(yùn)動(dòng)，分子會(huì)因?yàn)槟Σ吝\(yùn)動(dòng)作用出現(xiàn)新序列排列，這種新產(chǎn)生的序列會(huì)減弱酒精分子的活躍性，進(jìn)而改善酒的口感，即酒精分子的活躍性越低，酒的口感越好[6]。

3 微波技術(shù)在發(fā)酵食品加工中的應(yīng)用

3.1 微波加熱技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，我國(guó)國(guó)內(nèi)廠家在加工發(fā)酵食品的過(guò)程中，很多環(huán)節(jié)都涉及局部加熱化處理。微波加熱技術(shù)自問(wèn)世到發(fā)展均受到了多個(gè)企業(yè)與廠家的歡迎。例如，在加工大豆豆醬的過(guò)程中，因?yàn)槭艿浇湍妇挠绊懚鵁o(wú)法順利阻止豆醬二次發(fā)酵的問(wèn)題非常常見(jiàn)，這也是導(dǎo)致后續(xù)工作失敗的主要原因。如果聯(lián)合使用微波技術(shù)，針對(duì)大豆制品進(jìn)行保溫處理，那么就可以順利進(jìn)行二次發(fā)酵，成功制成豆醬。在統(tǒng)計(jì)上述發(fā)酵數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，在使用微波技術(shù)的過(guò)程中，將微波頻率設(shè)置為2 450 MHz，設(shè)定溫度為75 ℃，只需要耗費(fèi)5 min就可以成功阻止大豆的二次發(fā)酵。當(dāng)然，微波加熱技術(shù)不僅可以在生產(chǎn)方面發(fā)揮作用，還可以在成品加工過(guò)程中發(fā)揮作用，不管是包裝的食物還是帶包裝的發(fā)酵食物等都適用。也就是說(shuō)，在使用微波技術(shù)的過(guò)程中，食物的高效加熱只需要在短短的幾分鐘之內(nèi)就可以完成。所以，微波加熱技術(shù)的應(yīng)用可以很大程度上滿足百姓的日常生活需求[7]。

3.2 微波干燥技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)如今，微波干燥技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)得到了廣泛使用。使用微波干燥技術(shù)可以在很短時(shí)間內(nèi)最大限度地減少食物發(fā)酵周?chē)h(huán)境中存在的多余水分，抑制無(wú)關(guān)微生物的滋生。所以，微波干燥技術(shù)在維持發(fā)酵環(huán)境的過(guò)程中具有顯著作用。除此之外，在發(fā)酵食品保存方面，微波干燥技術(shù)也是不可替代的。因?yàn)樵诎l(fā)酵食物的整個(gè)制作過(guò)程完成之后，食物中還含有多種高活性的菌群，甚至存在二次發(fā)酵。相較普通食品，發(fā)酵過(guò)的食物保質(zhì)期明顯較短。如果發(fā)酵過(guò)的食物處于一個(gè)水分充足的場(chǎng)所，且沒(méi)有使用微波干燥技術(shù)，食物則會(huì)在很短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)腐敗變質(zhì)的現(xiàn)象。所以，使用微波干燥技術(shù)進(jìn)行周?chē)鷪?chǎng)所的處理可以更為有效地保護(hù)發(fā)酵食物，延長(zhǎng)食物的保鮮期。

4 微波技術(shù)對(duì)食品品質(zhì)的影響

微波技術(shù)可使食物的品質(zhì)出現(xiàn)改變，在這個(gè)過(guò)程中主要涉及營(yíng)養(yǎng)成分、色澤、酶的活性、孔隙大小以及吸水恢復(fù)能力等方面。

4.1 微波技術(shù)對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)成分的影響

微波技術(shù)對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)成分的影響主要包含水分以及維生素的流失、蛋白質(zhì)的變性、酶的降解、脂質(zhì)中的氧化反應(yīng)等。相較于傳統(tǒng)方法，微波加熱的時(shí)間較短，蛋白質(zhì)的變性程度弱，水分和維生素的流失量也較小。張柔佳等[8]使用微波技術(shù)處理牛肉，其肌原纖維的蛋白結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了顯著變化。微波加熱越久，其結(jié)構(gòu)改變情況越明顯，加強(qiáng)了總的氫硫基以及表面的疏水性，進(jìn)而改善了氫硫基與酮的結(jié)合水平，能夠促進(jìn)風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生。脂肪酶能夠在一定程度上促使脂肪降解，提升食物中的游離脂肪酸含量。這是因?yàn)槭褂梦⒉夹g(shù)處理食物時(shí)，食物中含有的脂肪酶的活性下降，從而減慢了游離脂肪酸含量的升高速度。

4.2 微波技術(shù)對(duì)食品中活性成分及功能的影響

當(dāng)前，關(guān)于微波對(duì)食物成分影響的相關(guān)調(diào)查研究較為廣泛。原始的加熱方式需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，食物中的營(yíng)養(yǎng)成分等很容易流失。相較于傳統(tǒng)加工食品來(lái)說(shuō)，微波加工后的食物中，植物多酚、黃酮以及花色素的損失率較低，從而使食品中活性物質(zhì)以及抗氧化自由基的活性得以保留。劉盼盼等[9]研究發(fā)現(xiàn)，隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，黃酮以及抗氧靈的含量會(huì)出現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)。如果調(diào)高微波功率，則會(huì)短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)快速升溫的現(xiàn)象。隨之產(chǎn)生的熱降解反應(yīng)會(huì)使多酚、黃酮類(lèi)化合物的含量降低。然而，隨著非酶棕色化反應(yīng)產(chǎn)物以及其非酶促褐變中間產(chǎn)物的出現(xiàn)會(huì)提升植物多酚、黃酮類(lèi)化合物的含量，使抗氧化自由基的活性加強(qiáng)。

5 結(jié)語(yǔ)

進(jìn)一步對(duì)微波技術(shù)及其應(yīng)用形式進(jìn)行研究與分析，能夠幫助人們熟悉該技術(shù)，進(jìn)而擴(kuò)大微波技術(shù)在生活中的使用范圍，簡(jiǎn)化食品加工的煩瑣過(guò)程，同時(shí)也能夠在很大程度上保留住食物中的營(yíng)養(yǎng)成分，從而全面推動(dòng)我國(guó)食品加工領(lǐng)域的發(fā)展。

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