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食品行业选用微波杀菌的几点原因

发布时间:2019-09-12     

微波是1 00MHz~100 00 0MHz波段的电磁波,以微波杀菌的温度场与电磁场相比较,电磁场是细菌致死的主要因素,特别是在较低温度时。实验给人们一种启示,充分利用变化的电磁场将能获得一种新的、在较低温度下杀菌的手段和技术,开创既能杀菌又能保持食品风味和品质的有效杀菌途径。磁场在杀菌过程中表现出来的“非热因素成为细菌致死的主导因素“打破了常规加热杀菌的格局,细菌欲生存而需抗争的对象改为”电磁力“。对于脉冲电磁场杀菌的机理有多种假说。归纳起来,脉冲电磁场的杀菌机理主要表现在以下两个方面 :电场作用:分子生物学的 研究表明,生物体内的大多数分子和原子是具有极性(等效电偶极子)和磁性(分子电流模型)的,因此外加电磁场必然会对生物产生影响或作用。在外加电磁场的作用下,电偶极子和分子电流会随着电磁场的方向取向。在静电磁场中,只是建立一个新的终极状态;但在时变电磁场中,电偶极子和分子电流会随着电磁场的 变化而振动。显然,不同强度分布的外加电磁场对不同生物的影响程度是不同的。医学界在研究中发现细胞体在电磁场中有异常表现,典型的表现是对电磁波的应答现象。这种生物应答现象发生在远离平衡状态,生物体对满足一定条件的电磁场的响应是非线性的,并表现出频率特异性和功率特异性。效应的能源有时来自生物系统内部,外部电磁场只是起到触发作用。细胞是最基本的生命单元,在细胞中,细胞膜是研究得最多的部分。每个细胞膜内外都有一定的电位差,在外加电场的作用下,膜内外的电位差会增大,通透性会增加,细胞发生渗透,继续适度处理,当电磁场达到一定值(E>E0,H>H0)时,细胞膜就发生不可修复的破裂这种现象称为电穿孔。同时,由于电磁场是变化的,在极短的时间内,电磁场的频率、强度都会发生极大的变化,在细胞膜上产生振荡效应。不可逆的电穿孔和激烈的振荡效应能使细胞破裂,这种破裂导致细胞结构紊乱,从而达到杀死细胞的目的,进而杀死细菌。电离作用:变化电磁场的介电阻断性对食品中的微生物具有抑制作用。在外加电磁场的作用下,食品空间中的带电料子将产生高速运动,撞击食品分子,使食品分子分解,产生阴、阳离子,同时,电解质电解出阴、阳离子。这些阴、阳离子在强电磁场的作用下极为活跃,穿过本来就已提高通透性的细胞膜,与微生物内的生命物质如蛋白质、RNA作用,因而阻断了细胞内正常生化反应和新陈代谢的进行。另外,电磁场能够使水分子的氢氧键断裂,在水中生成过量的超氧阴离子自由基、过氧化氢及自由质子。而过氧化氢有强烈的氧化作用,作用于生物分子,会破坏DNA,导致细胞死亡。液体介质中电离作用产生的臭氧同样有强烈的氧化作用,能与细胞内物质发生一系列反应。以上两种作用的联合构成了杀死细菌体的主要因素。

微波食品杀菌优点:

1、时间短、速度快:常规热力杀菌是通过热传导、对流或辐射等方式将热量从食品表面传至内部,往往需较长时间,内部才能达到杀菌温度。微波则利用其透射作用,以热效应和非热效应的共同作用,使物品内外均匀的、迅速升温杀灭细菌。处理时间大大缩短,在强功率密度强度下,甚至只要几秒~数十秒即达到满意效果。

2、低温杀菌、保持药品成份:微波热效应的快速升温和非热效应的生化作用,增强了杀菌功能。相比常规热力杀菌在比较低温的温度、较短的时间内就能获得灭虫杀菌效果,一般杀菌温度在75~80℃,处理时间3~5分钟。微波特有加工方式能保留更多的有效成分,保持原有的色、香、味、形等风味。如采用常规热力处理蔬菜保留的维生素C在46~50%,微波处理能达到60`90%;常规加热猪肝维生素A保持在58%,而微波加热则达84%。 3、节约能源:微波电磁转换率高,一般在70%以上,优于加热的电热效率。加之,微波是直接对食品进行磁热能量转换,微波加热器本身不会被加热,因而不存在额外的热功耗,所以节能省电,相比节电30~50%。4、杀菌均匀彻底:常规热力杀菌是从物料表面开始的,通过热传导,由表及里的渐次加热,内外存在温差梯度,造成内外杀菌效果不一致,愈厚问题就愈突出。为保持食品风味,缩短处理时间,就得提高处理温度换取处理时间的缩短,然而这将使食品表面的色、香、味、形等品质下降。而微波的穿透性,使表面与内部同时受热,保证内外均匀杀菌。5、易自动化生产:微波设备操作简便,没有热惯性,能根据生产工艺要求实时调控。整条生产线只需1~2名操作工。6、工艺先进:微波杀菌设备不需要锅炉、复杂的管道系统、煤场和运输车辆等,只需水、电基本条件即可,对厂房无特殊要求。投资少、见效快。

7、节省占地面积:微波设备无高温余热,不产生热辐射,能改善工作环境;而且设备结构紧凑、节省厂房面积。

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