工業(yè)微波設備殺菌的原理及其優(yōu)點

一、概述

    隨著人民生活水平的不斷提高和消費觀念的變化，對食品工業(yè)的產品結 構、質量品質、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，更是成為當今食品市場的一個消費熱點。但是在這些食品的生產、保存、運輸和銷售過程中極易污染變質，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)生指標都作了嚴格規(guī)定，但在一般情況下，是很難符合標準的。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)技術來實現(xiàn)對食品的殺蟲滅菌與保鮮。

    但這些設備大都龐大，處理時間長，滅菌不徹底或不易實現(xiàn)自動化生產，同時往往影響食品的原有風味和營養(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與非熱效應的共同作用，使其體內蛋白質和生理活動物質發(fā)生變異，而導致微生物體生長發(fā)育延緩和死亡，達到食品殺蟲、滅菌、保鮮的目的。

二、微波殺菌保鮮的機理

    微波殺菌、保鮮就是希望將食品經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，從而延長其貨架期。

    以下簡述微波殺菌保鮮的可能機制：眾所周知，細菌、成蟲與任何生物細胞一樣，是由水、蛋白質、碳水化合物、脂肪和無機物等復雜化合物構成的一種凝聚介質。其中水是生物細胞的主要成份，含量在75-85%，因為細菌的各種生理活動都必須有水參與才能進行，而細菌的生長繁殖過程，對各種營養(yǎng)物的吸收是通過細胞膜質的擴散、滲透吸收作用來完成的。

    在一定強度微波場的作用下，食品中的蟲類和菌體也會因分子極化馳豫，同時吸收微波能升溫。由于它們是凝聚態(tài)介質，分子間的強作用力加劇了微波能向熱能的能態(tài)轉化。從而使體內蛋白質同時受到無極性熱運動和極性轉動兩方面的作用，使其空間結構變化或破壞而使其蛋白質變性。蛋白質變性后，其溶解度、粘度、膨脹性、滲透性、穩(wěn)定性都會發(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，也是贊成細菌死亡原因之一。

    微波殺菌、保鮮是微波熱效應和非熱效應共同作用的結果。微波的熱效應主要起快速升溫殺菌作用；而非熱效應則使用微生物體內蛋白質和生理活性物質發(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℃,時間約1小時，而微波殺菌溫度僅要70℃-105℃,時間約90-180秒。

三、微波殺菌保鮮的特點

1、時間短、速度快

    常規(guī)熱力殺菌是通過熱傳導，對流或輻射等方式將熱量從食品表面?zhèn)髦羶炔俊Ｒ_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菌等微生物直接相互作用，熱效應與非熱效應共同作用，達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3-5分鐘。

2、低溫殺菌保持營養(yǎng)成份和傳統(tǒng)風味

    微波殺菌是通過特殊熱和非熱效應殺菌，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。實踐表明，一般殺菌溫度在75-80℃就能達到效果，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)境及設備上存在熱損失，而微波是直接對食品進行作用處理，因而沒有額外的熱能損耗。此外，其電能到微波能的轉換效率在70-80%，相比而方，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，然后通過熱傳導傳至內部。存在內外溫差。為了保持食品風味，縮短處理時間，往往食品內部沒有達到足夠溫度而影響殺菌效果。由于微波具有穿透作用，對食品進行整體處理時，表面和內部都同時受到作用，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、傳輸速度從零開始連續(xù)調整，便于控制。

6、設備簡單，工藝先進

    與常規(guī)消毒殺菌相比，微波殺菌設備，不需要鍋爐，復雜的管道系統(tǒng)，煤場和運輸車輛等，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。整套微波設備的操作人員只需2-3人。廣泛用于木耳、人參、鮮花、蔥姜蒜片。棗片、辣椒、脫水蔬菜、豆制品等制品的熱化、干燥和殺菌，通過微波殺菌和保鮮技術，不但不會破壞物料原有的營養(yǎng)成分，衛(wèi)生指標完全可低于國家食品衛(wèi)生標準，完全可以達到食品的出口級標準，同時大大延長食品的貨架期。