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微波加熱殺菌技術的熱力溫度特性與工藝分析

行業新聞

2019-11-25 10:51:04

作者:wattsine

【導讀:微波加熱殺菌技術作為一種新的非熱力殺菌方式,近年來開始在食品生物殺菌中應用,微波加熱技術是利用電磁波把能量傳播到被加熱物體內部,加熱達到生產所需求的一種新技術。工業中常用的微波頻率有915MHz和2450MHz。其頻率為300~300000MHz,具有高頻性?!?/p>


微波加熱殺菌技術的機理


微波加熱殺菌機理可分為兩種:一是基于微波加熱基礎之上的熱效應原理;二是非熱效應(生物效應)原理。

熱效應原理:使微生物快速升溫導致菌體蛋白質變性,活體死亡;使微生物生命活動受到嚴重干擾,無法繁殖;導致細胞膜破裂,使生理活性物質發生變性作用,而失去生理功能;破壞微生物的生存繁殖條件而導致其死亡。

非熱效應原理:借助于光化學反應、場力效應、電磁共振效應來降低水分活度,破壞微生物的生存環境,破壞細胞膜和細胞壁,影響遺傳物質DNA的含量等,從而殺滅微生物。


微波加熱殺菌技術的過程


微波加熱殺菌可分為三個階段:第一階段是迅速升溫,達到預定殺菌溫度,宜用較強均勻能量密度;第二階段是保溫過程,使殺菌物料溫度處于均衡過程;第三階段是自然或強制冷卻過程。

微波殺菌

微波加熱殺菌技術的熱力溫度特性


微波加熱殺菌的特點是食品整體升溫迅速,所需滅菌時間短并保持了食品的色香味和營養成分。傳統加熱殺菌由于熱力從表面向里層傳遞,而且其傳遞速率取決于食品的傳熱特性,從而產生食品表層和中心的溫差;加上,里層濕度狀態的滯后性。延長了食品整體殺菌所需的總時間。再者,單純的熱力作用,較難殺滅耐熱性較強的芽飽桿菌;另外,食品的初溫、原料形狀的大小、數量、粘度及包裝,均對加熱殺菌時間有所影響,尤以傳導熱型食品的初溫影響最為明顯。

如果僅單純地從熱力因素角度去比較這兩種殺菌方式,微波加熱殺菌的時間要比傳統加熱殺菌時間短,而且微波殺菌使細菌致死還有非熱力學的生物效應,使得微波殺菌時間更短,且溫度較低。


微波加熱殺菌技術的工藝


(1)微波間歇輻照殺菌法:脈沖式微波殺菌能在短時間內產生較強微波電場間歇作用,使食品升溫,但其升溫度化相對來說并不大,而瞬時強微波電場對食品物料的極化作用十分強烈,從而大大提高殺菌效果。但高電場強度和高功效率密度將對微波設備和被處理物料的耐擊穿性提出更高要求,并需要精確控制輻照時間,這些要求將使微波設備成本有所提高。

(2)連續微波輻照工藝:采用較低電場強度,適當延長微波輻射時間。在時間允許下,適當延長輻照時間將有利于強化殺菌效果,同時也能使物料加熱狀態均衡,減少物料內外的溫差。

(3)多次快速加熱輻照和冷卻殺菌工藝:此工藝能快速地改變微生物的生態環境溫度,且可多次實施微波輻照殺菌,從而避免被殺菌物料連續長時間處于高溫狀態,可有效地保持食品的色香味和營養成分。該殺菌工藝適合于對熱敏感的液體食品,如飲料、米酒的殺菌保鮮。


微波技術作為一種現代高新技術在食品殺菌與保鮮方面已經有了一定的地位,已證實微波對大部分微生物具有致死作用,隨著該項技術的不斷發展,微波加熱殺菌技術將在食品工業中得到更廣泛的應用。

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