微波技術(shù)的應(yīng)用
微波技術(shù)的應(yīng)用為工業(yè)加熱提供了一種新的加熱方式,這種加熱方式在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工、醫(yī)療等方面都得到廣泛應(yīng)用。一是利用其熱效應(yīng),主要用于食品、藥材、農(nóng)副土特產(chǎn)品、木材、紙板、化工等加熱干燥。二是利用其生物效應(yīng),對食品、藥材、農(nóng)副土特產(chǎn)品等的低溫殺菌、防霉保鮮,白酒的催陳、醇化,中止發(fā)酵,育種等。微波加熱作為當今高新技術(shù),早已從實驗室走向生產(chǎn)實用階段,前景十分廣闊。
一、微波加熱干燥、殺菌機理
微波是頻率從300MHz~300GMHz的電磁波,其方向和大小隨時間作周期性變化。微波與物料直接作用,將超高頻電磁波轉(zhuǎn)化為熱能的過程即為微波加熱過程。水是強烈吸收微波的物質(zhì),物料中的水分子是極性分子,在微波作用下,其極性取向隨著外電磁場的變化而變化,2450MHz的微波可使水分子每秒運動2.45億次,致使分子急劇磨擦、碰撞,使物料產(chǎn)生熱化和膨化等一系列過程而達到微波加熱目的。 微波殺菌是微波的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)共同作用的結(jié)果。微波對細菌的熱效應(yīng)是使蛋白質(zhì)變性,使細菌失去營養(yǎng)、繁殖和生存的條件而死亡;生物效應(yīng)是微波電場改變細胞膜斷面的電位分布,影響細胞周圍電子和離子濃度,從而改變細胞膜的通透性能,細菌因此營養(yǎng)不良,不能正常新陳代謝,細菌結(jié)構(gòu)功能紊亂,生長發(fā)育受到抑制而死亡。此外,決定細菌正常生長和穩(wěn)定遺傳繁殖的核酸(RNA)和脫氧核糖酸(DNA),是由若干氫鍵緊密連接而成的卷曲形大分子。足夠強的微波場可以導致氫鍵松弛、斷裂和重組,從而誘發(fā)遺傳基因突變,或染色體畸變,甚至斷裂。微波滅菌正是利用了電磁場的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)共同對細菌的殺滅作用,因此,微波殺菌溫度低于常規(guī)方法,僅要70~
二、微波在農(nóng)副產(chǎn)品加工中的實際應(yīng)用
1.微波速效干燥: 許多果蔬需要制成干品,以便保存和運輸。由于微波干燥的高效快速,干燥的產(chǎn)品質(zhì)量好,如生姜片,大蒜片的干燥,常規(guī)方法干燥時間長,溫度高,產(chǎn)品變色,為了改變色澤,往往采用硫磺等漂白工藝,這樣就造成了對產(chǎn)品和環(huán)境的污染,且費時費工,增加加工成本,因微波干燥可保持其原有色澤,無需漂白,從根本上消除了污染。
用微波進行新茶的殺青,烘干和復火,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的加工工藝,使茶葉品質(zhì)提高,如香氣,湯色較傳統(tǒng)工藝好,特別是中低檔茶葉,傳統(tǒng)加工工藝的茶葉有粗青氣,而微波就沒有。對于秋茶,傳統(tǒng)加工有苦澀味,而微波加工的茶則沒有。
天然保健品及中藥材的加工,如干燥,殺菌,提取等,微波也有其獨特的功效。如利用微波加工花粉,菊花,鹿茸,人參,冬蟲夏草,龜憋,蛇等保健滋補品的加工處理,與常規(guī)方法相比,提高其滋補藥性和營養(yǎng)成分及衛(wèi)生指標。
食用菌的干燥加工中,先用常規(guī)方法將水份降至20%左右,再用微波干燥成品水份, 食用菌的香味,品質(zhì),教常規(guī)方法有明顯的提高,同時節(jié)能降耗,節(jié)約加工場地等諸多優(yōu)點。
微波加工肉制品,如牛肉干,雞絲,肉脯等,干燥速度快,良品率高,同時還可殺菌保鮮。 在淀粉類制品如方便面,掛面,方便米飯,方便麥片,玉米等加工中的干燥,利用微波干燥,其產(chǎn)品的復水性,粘彈性,口感,風味上都有顯著提高,高效,節(jié)能,降低生產(chǎn)成本。如用微波干燥方便面可代替油炸,節(jié)約大量的棕櫚油,經(jīng)濟效益顯著。 在水產(chǎn)品加工中,利用微波干燥魚片,紫菜,小貝類等水產(chǎn)品可制成方便及休閑食品,深受歡迎。
2.膨化干燥 豆,薯,堅果,果蔬類的膨化干燥,制成脆片或粉料等方便和休閑食品,松脆可口,營養(yǎng)豐富,如微波膨化蘋果片,土豆片等其體積可膨化到5~~6倍。用微波焙烤瓜子,杏仁等,其膨化率可達9%以上,里外均勻,外形美觀,十分可口。
3. 殺菌,殺蟲,滅酶 根據(jù)微波微波介質(zhì)加熱原理,熱量從物質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生,具有穿透力除了熱效應(yīng)外,微波還有生物效應(yīng),所以可以在較低的濕度下殺死蟲,菌,酶。利用微波可以殺滅植物及谷物中成蟲蛹及卵等。如木材中的蛀蟲,白蟻,谷物中的米象,豆象,擬谷盜,煙草中的煙甲蟲,干魚,蝦中的鰹節(jié)蟲等。利用微波殺蟲可避免常規(guī)藥物殺蟲造成的污染等。
利用微波的熱和生物效應(yīng),可對各類食品,藥品,保健品等進行滅菌保鮮處理,簡單易行,時間短,效果好。
在食品及某些農(nóng)副產(chǎn)品的加工中,常常需要對產(chǎn)品中某些酶的滅活處理。如從成熟谷粒軋制面粉,需滅活處理a淀粉酶,否則做出的面包內(nèi)部發(fā)潮。用常規(guī)方法由于時間長,水分喪失嚴重,需重新作加工處理,而利用微波只需幾十秒即可完成。如大豆中的胰蛋白酶對食用消化吸收不利,采用微波脫腥滅酶,無需濕法處理,工藝簡單。