工業(yè)微波設(shè)備殺菌的原理及其優(yōu)點(diǎn)

一、概述

    隨著人民生活水平的不斷提高和消費(fèi)觀念的變化，對(duì)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(lái)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(chǎng)的一個(gè)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(guò)程中極易污染變質(zhì)，從而失去商業(yè)價(jià)值。雖然國(guó)家食品衛(wèi)生法對(duì)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(duì)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(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)食品的殺蟲滅菌與保鮮。

    但這些設(shè)備大都龐大，處理時(shí)間長(zhǎng)，滅菌不徹底或不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，同時(shí)往往影響食品的原有風(fēng)味和營(yíng)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(shí)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(dòng)物質(zhì)發(fā)生變異，而導(dǎo)致微生物體生長(zhǎng)發(fā)育延緩和死亡，達(dá)到食品殺蟲、滅菌、保鮮的目的。

二、微波殺菌保鮮的機(jī)理

    微波殺菌、保鮮就是希望將食品經(jīng)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(nèi)含菌量仍不超過(guò)食品衛(wèi)生法所規(guī)定的允許范圍，從而延長(zhǎng)其貨架期。

    以下簡(jiǎn)述微波殺菌保鮮的可能機(jī)制：眾所周知，細(xì)菌、成蟲與任何生物細(xì)胞一樣，是由水、蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪和無(wú)機(jī)物等復(fù)雜化合物構(gòu)成的一種凝聚介質(zhì)。其中水是生物細(xì)胞的主要成份，含量在75-85%，因?yàn)榧?xì)菌的各種生理活動(dòng)都必須有水參與才能進(jìn)行，而細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖過(guò)程，對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)物的吸收是通過(guò)細(xì)胞膜質(zhì)的擴(kuò)散、滲透吸收作用來(lái)完成的。

    在一定強(qiáng)度微波場(chǎng)的作用下，食品中的蟲類和菌體也會(huì)因分子極化馳豫，同時(shí)吸收微波能升溫。由于它們是凝聚態(tài)介質(zhì)，分子間的強(qiáng)作用力加劇了微波能向熱能的能態(tài)轉(zhuǎn)化。從而使體內(nèi)蛋白質(zhì)同時(shí)受到無(wú)極性熱運(yùn)動(dòng)和極性轉(zhuǎn)動(dòng)兩方面的作用，使其空間結(jié)構(gòu)變化或破壞而使其蛋白質(zhì)變性。蛋白質(zhì)變性后，其溶解度、粘度、膨脹性、滲透性、穩(wěn)定性都會(huì)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(yīng)在滅菌中起到了常規(guī)物理滅菌所沒(méi)有的特殊作用，也是贊成細(xì)菌死亡原因之一。

    微波殺菌、保鮮是微波熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)共同作用的結(jié)果。微波的熱效應(yīng)主要起快速升溫殺菌作用；而非熱效應(yīng)則使用微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)和生理活性物質(zhì)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(shí)間約1小時(shí)，而微波殺菌溫度僅要70℃-105℃,時(shí)間約90-180秒。

三、微波殺菌保鮮的特點(diǎn)

1、時(shí)間短、速度快

    常規(guī)熱力殺菌是通過(guò)熱傳導(dǎo)，對(duì)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(zhǎng)時(shí)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(shí)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(yíng)養(yǎng)成份和傳統(tǒng)風(fēng)味

    微波殺菌是通過(guò)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(shí)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(yíng)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(duì)食品進(jìn)行作用處理，因而沒(méi)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(guò)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(shí)間，往往食品內(nèi)部沒(méi)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(duì)食品進(jìn)行整體處理時(shí)，表面和內(nèi)部都同時(shí)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(méi)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(jiǎn)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(chǎng)和運(yùn)輸車輛等，只要具備水、電基本條件即可。

7、改善勞動(dòng)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(dòng)條件。整套微波設(shè)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(guò)微波殺菌和保鮮技術(shù)，不但不會(huì)破壞物料原有的營(yíng)養(yǎng)成分，衛(wèi)生指標(biāo)完全可低于國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，完全可以達(dá)到食品的出口級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)大大延長(zhǎng)食品的貨架期。