紫外、紅外及微波在食品加工中的應用和進展論文

　　摘要: 與其它加工業相比,食品加工業有其特殊性,光波輻射包括很多,文章主要綜述了紫外線代寫碩士論文紅外線及微波輻射在食品加工中的殺菌、保鮮、製作和食品效能的改善等方面的應用。

　　關鍵詞: 輻射; 食品加工; 殺菌; 保鮮

　　食品加工工藝,指的是各種食品從原料到成品的全部過程。它主要包括分離、粉碎、混合、成型、發酵、熱處理、運輸、包裝等幾大部分。光波輻射是食品電加工中的一類,本文將光波輻射在食品加工的一些應用作以論述。

　　按照波長不同,電磁輻射可分為不同區域:

　　γ射線5-140pm x射線10-3-10nm

　　紫外線10-380nm 可見光區380-780nm

　　紅外線780nm-1000μm 微波1mm-1m

　　無線電波>1m

　　下面主要討論討論紫外、紅外及微波在食品加工中的應用和進展。

　　一、紫外線輻射

　　紫外線在食品加工中多應用在殺菌上,也可應用於果蔬的保鮮及對加工食品效能的改善。

　　1、紫外線殺菌

　　食品工業中,紫外線殺菌主要用於三個領域:表面殺菌、空氣殺菌和液體殺菌。表面殺菌常用於包裝材料的消毒,如在牛乳的生產中,用紫外線對包裝材料消毒,可使其貨架期延長到兩週[1]。紫外線也可用於食品表面的消毒,如國外有人證明紫外線輻射可明顯減少新鮮魚的表面菌群。據報道,麵包在出爐後先進行紫外線照射可明顯延長其貨架期。空氣殺菌主要用於食品加工環境的消毒,像在果蔬的去皮操作中,用紫外線處理過的氣流流過去皮單元,產品質量會顯著提高。同樣的技術也用於孵化室和冷藏室。液體殺菌的應用是利用紫外線處理可有效殺滅水中大部分微生物,並能減少環境汙染。紫外線消毒不改變水的顏色、味道和PH值,在日本,紫外線輻射已用於天然礦泉水的消毒。紫外線可用於果汁的殺菌,但封明仁認為紫外線不宜用於飲料的殺菌[2],此外,紫外線還可用於固體食品物料的殺菌。

　　2、紫外線用於果蔬保鮮

　　紫外線在果蔬中的保鮮中也有極大的潛在市場。如蘿蔔挖出後,用紫外線處理,可增加蘿蔔對黴菌的抵抗能力。新鮮草莓用紫外線處理後可延長貨架期4-5天,除紫外線可殺滅其表面微生物外,研究發現,紫外線處理後果實的呼吸程度減低,酸度增加,而且經處理的果實硬度也有所提高。

　　3、紫外線對加工食品效能的改善

　　紫外線輻射會對加工食品的效能有所改善,如Rhim研究了紫外線對蛋白膜的影響,發現紫外線照射小麥谷蛋白、玉米蛋白、雞蛋蛋白和酪蛋白形成蛋白膜後,前三種蛋白的拉伸強度增加,酪蛋白的拉伸強度雖沒有影響,但減少了可溶性物質,所以用紫外線輻射可改善蛋白膜的功能。維生素D經紫外線照射後會轉變成維生素D2和D3。張國順等研究發現使用適當強度的紫外線照射可降低豬肉中脂肪和膽固醇的含量[3],鯖魚肉糜經紫外線處理後其蛋白質之間發生交聯,凝膠強度上升,可顯著改變產品的感官質量。牛乳、蘑菇經紫外線處理後,VD含量得以提高。

　　二、紅外線輻射

　　紅外線在食品加工中主要用於食品物料的加熱處理。

　　普通食品加工所使用的加熱溫度範圍在300-500K,在這一溫度範圍內,黑體輻射能量密度最大波長正是在紅外線波長範圍內。另外,水中羥基O-H鍵的伸縮振動的固有頻率與波長為2.7μm的電磁波相同,所以當接受紅外線輻射時,水和其他含有羥基的食物成份與紅外線發生共振,引起物料溫度上升,從而使物料得以加熱。遠紅外線的波長較長,對物料的穿透性強,且遠紅外線的光子能量級小,一般只產生熱效應,不會引起物質的化學變化,對食品的營養成份和色澤不會造成影響,因而使用遠紅外熱加工,物料受熱均勻,加工品質優良。

　　紅外線在食品加工中可用於點心、肉等的烘烤,烹調食品的保溫,冷藏食品的快速加熱,穀類、大豆、咖啡、茶葉等的乾燥,油炸食品如魚、蝦、土豆片等炸制,無水煮食品的加工,酒、調味品、水果的催熟,肉類製品、穀物、麵粉的殺菌[4]等。

　　三、微波輻射

　　1、微波殺菌

　　微波殺菌是基於熱效應和非熱生化效應。熱效應是指微波作用於食品,食品表裡同時吸收微波能,溫度升高後使微生物體內的蛋白質、核酸等分子改性,從而失去生物活性,使菌體死亡或受到嚴重干擾而無法繁殖,進而達到殺菌的目的。非熱生化效應是指微生物在外電磁場的作用下細胞膜發生功能障礙,使細胞的正常代謝功能受到干擾破壞,致使細胞的DNA和RNA的分子結構中的氫鍵松馳、斷裂和重新組合,誘發基因突變、染色體畸變,從而中斷細胞的正常繁殖能力。微波可用於肉類、禽製品、水產品、水果、罐頭、奶乳製品、蔬菜製品、穀物等一系列產品的殺菌、滅酶和消毒。還可用於酒類、發酵調味品的催陳[5],綠茶防毒,蔗糖汁的減色等工藝中[6],它應用於人參、猴頭菌、天麻、花粉等中藥的`乾燥和滅菌,能保證產品中具有生理活性物質的營養成份。在水產品(如蝦)的保鮮中,經常採用微波來鈍化酶以防止酶褐變。

　　2、微波膨化

　　微波膨化是利用微波的內部加熱特性,使得物料內部受熱升溫產生大量蒸汽,這些蒸汽往外衝出,形成無數的微小孔道,使物料組織膨脹、疏鬆。

　　利用微波進行膨化的例子如:美國的爆玉米花,即採用微波加熱膨化的生產工藝進行生產;日本已研製出一種微波加熱膨化乾燥蛋黃粉的裝置。在方便食品的生產中也可採用微波膨化乾燥工藝,如麵條製作過程中新增蛋白質、膨化劑、發泡劑、佐料揉合成型,然後用微波膨化乾燥,可生產出覆水性良好的快速麵。

　　3、微波焙烤

　　微波焙烤是靠電磁波把能量傳播到物體的內部,它不靠熱傳導作用,比傳統的加熱方法穿透力強,熱慣性小,節能高效。在食品加工中被廣泛應用。

　　微波焙烤可用於乾燥食品,如鄭捷夫研製的微波無油泡麵,覆水性強,與油炸泡麵相比能較好地保持原有的色、香、味,且能夠減少營養成份及維生素的損失,有較長的保質期[7]。麵包焙烤,可使麵包品質得到很好的改善,使其結構均勻,內芯不粘牙,縮短加工時間,並延長麵包的貨架期。微波焙烤產品的營養價值較傳統方法高。

　　光波輻射在食品加工中的應用越來越廣,如微波萃取[8],但它也有一定的侷限性,如由於微波場具有不均勻性,微波殺菌時應該注意避免殺菌不足和過度加熱的問題;微波焙烤時其表面的溫度太低,不足以產生美拉德反應,因此焙烤產品的表面缺少人們所喜愛的金黃色,為了解決這些問題,人們不斷地進行探索和研究,它必將促進光波輻射在食品加工業方面的進展。

　　參考文獻:

　　[1]顧瑞霞.紫外技術在乳品加工中的應用[J].食品與發酵工業.1993(1).

　　[2]封明仁.紫外線燈不宜作飲料滅菌[J].食品科技.1998(5).

　　[3]張國順.降低肉製品中脂肪、膽因醇含量的研究[J].食品科學.1998(5).

　　[4]李裡特.遠紅外線在食品加工中應用的原理和問題[J].食品與發酵工業.1993(1).

　　[5]曾新安. 電磁場催陳米酒氫鍵綜合紅外光譜分析[J].食品與發酵工業.2001.(6).

　　[6]劉惠霞.微波輻射對蔗糖氧化酶活性抑制作用的研究[J].食品與發酵工業.2001.(9).

　　[7]鄭捷夫.微波加熱乾燥泡麵新工藝[J].食品科技.1994(3).

　　[8]李冰.微波輻射強化蔗糖提取過程及其機理[J].食品與發酵工業.2000(1).