微波技术在水产品加工中的应用研究本科生课程论文(设计).doc

微波技术在水产品加工中的应用研究海 南 大 学课 程 论 文（设计）题 目： 微波技术在水产品加工中的应用研究 学 号： 20120801310119 姓 名： 黄媛 年 级： 2012级 学 院： 食品学院 系 别： 食品科学与工程 专 业： 食品科学与工程 指导教师： 潘永贵 完成日期： 2014 年 12 月 16 日 摘 要微波技术是一种新型的重要的食品加工新技术，在高新技术领域具有重要地位。目前微波技术发展很快、涉及方面也很广泛,在水产品加工等各方面得到了广泛应用。微波技术具有加热时间短、速度快、加热均匀、能源利用率高、易于控制、选择性和穿透性好等优点。新兴发展的微波技术正好符合水产加工的特点，本文分别介绍了微波技术原理特点，重点介绍了微波技术在水产品干燥、杀菌、萃取、解冻及消解等几个方面的应用，指出了传统加工工艺技术的不足，并突出了微波技术较传统加工工艺而言突出的特点。微波技术前途可观，在水产加工中的应用也将会越来越广泛。关键词：微波技术；水产加工；应用研究 AbstractMicrowave technology is a new kind of important food processing technology, has the important status in the field of high and new technology. At present, microwave technology developing rapidly, involving aspects is very wide also, widely used in aquatic products processing and so on various aspects. Microwave technology with short heating time, high speed, uniform heating, high efficiency, easy to control, as well as good selectivity and penetrating. Emerging development of microwave technology fits the characteristics of aquatic products processing, this paper introduces the principle of microwave technology, microwave technology were introduced in detail in drying, sterilization and extraction of aquatic products, thaw and digestion of several aspects, such as application, points out the shortages of traditional processing technology, microwave technology compared with traditional processing technology and highlights the outstanding characteristics. Future of microwave technology, its application in aquatic products processing and will be more and more widely.Key words: microwave technology; aquatic products processing; application research on目 录1微波技术在水产品干燥中的应用12微波技术在水产品杀菌中的应用23微波技术在水产品萃取中的应用23.1微波萃取机制23.2微波萃取在水产品萃取中的应用34微波在水产品解冻中的应用35微波技术在水产消解中的应用46结语4致 谢4参考文献5微波用于食品加工开始于1946年，然而在1946年以前，微波加热只限于食物烹调和冻鱼解冻上应用。从60年代起，人们开始将微波加热应用到食品加工业。我国从20世纪70年代开始研发、推广微波技术与设备。微波是指波长为1mm-1m，频率为300MHz- 300GHz,具有穿透力的电磁波。我国常用的频率有915MHz和2450MHz1。微波技术具有加热时间短、速度快、加热均匀、能源利用率高、易于控制、选择性和穿透性好等特点。微波加热改变了由表及里的传统加热方式，能够里外同时加热，创造了能够快速升温的新技术，用于食品加工，有利于保持食品的营养成分和风味。近年来，微波技术发展迅速，其应用领域进一步扩展到食品杀菌、消毒、脱水、漂烫和焙烤等领域。2006年我国水产品总产量达5200多万吨，从1990年起已连续16年产量位居世界首位，并且是世界上唯一养殖产量超过捕捞产量的国家2。但是作为一个渔业大国，水产品加工却远远落后于发达国家的水平，主要表现为水产品加工的科技含量低，对加工的基础理论研究不够，技术装备落后等方面。本文综述了微波技术在水产品干燥、杀菌、萃取、解冻和消解等方面应用研究的现状，解析了不同应用的特点，旨在促进这一技术在我国水产品加工中的应用研究。1微波技术在水产品干燥中的应用由于微波能够深入到物料内部，使被加热体本身成为发热体，避免了传统加热过程中产生由外向内形成的温度梯度而导致的物料表面硬化或不均匀现象，具有干燥速度快且均匀、选择性好、能源利用率高，便于控制和节省空间等优点，可以保持食品的色、香、味，减少营养成分的损失。目前研究的微波干燥方法主要有物料直接进行微波干燥、微波冷冻干燥和微波真空冷冻干燥。这些方法都具有保持食品营养、色、香、味的良好能力。张薇进行了扇贝柱的微波干燥试验，研究了干燥过程中不同能量的微波辐射，不同半径样品对温度和干燥效果的影响，并与求解的数学模拟对照，试验结果与模拟结果基本吻合，所建数学模型能较好地模拟地模拟柱状物料在微波干燥过程中的温度和含水率的变化。在所选物料范围内，干燥速率不受物料柱半径的影响，随微波功率、质量比值的增加而增加3。Tao wu等比较了热风干燥和微波干燥对草鱼鱼片在营养和风味上的影响，结果表明相比于热风干燥，采用微波干燥的制品在营养方面脂肪损失低。蛋白溶解性高，羰基值低，而在产品的风味上没有显著的差异4。段振华等闲以罗非鱼片(30mm20mm5 mm)为材料，通过测定罗非鱼片先在40热风温度下分别干燥lh-5h，再在200、400 W不同微波功率下干燥10min的水分含量，进行热风微波复合干燥的动力学研究。得出不同热风时间和微波功率对鱼片的热风微波复合干燥中的水分含量及干燥速率的影响规律5。2微波技术在水产品杀菌中的应用传统的杀菌或抑菌技术，一方面处理时间长，灭菌却不彻底，不易实现自动化生产；另一方面，影响食品的原有风味及营养成分，甚至还引入一些不利于食品品质的成分，很难达到较高的安全卫生要求，限制了产品的推广应用。微波杀菌是利用热效应和非热效应的双重作用杀菌，热效应杀菌是利用微波作用快速升温，是使生物细胞空间结构发生变化或破坏，蛋白质变性而达到杀菌。而非热效应则是利用微波作用能改变细胞的生物性排列组合状态以及于运动规律，同时微波场感应的离子流，会影响细胞膜附近的电荷分布6。水产品类的深加工过程中，杀菌是十分重要的环节。既要达到国家标准度，严格控制细菌数量，但是又不能破坏水产的新鲜程度，影响水产类的风味。由于微波杀菌是两种效应共同作用的结果，其杀菌温度一般低于传统方法。通常，传统方法杀菌温度要在100度以上，时间为十几分钟至几十分钟，而微波杀菌温度仅为70-90度，时间为3-5min杀菌时间短，杀菌效果均匀彻底。有研究者将保鲜难度较大水产品和牛奶进行微波杀菌，结果表明，在包装材料和封口工艺符合一定技术要求的条件下，保藏期可以根据不同的要求确定为10日、1个月、3个月、6个月四个档次7。在同样保藏条件下，保鲜期是不经微波处理的几十倍长，而且营养和风味保存良好，产品安全可靠，保存期长，比一般热力杀菌食品好,较其传统方法，效果尤为突出。3微波技术在水产品萃取中的应用3.1微波萃取机制 微波萃取的机制可以从两方面理解，一方面微波辐射过程是高频电磁波穿透萃取介质，到达物料内部维持管束和腺细胞系统。细胞内部吸收微波能迅速升温，使其内部压力通过细胞壁膨胀承受能力，导致细胞破裂。细胞内有效成分自由流出，在较低的温度条件下被萃取介质捕获并溶解，再通过过滤和分离，便获得萃取物料。另一方面，微波所产生的电磁场，加速被萃取成分向萃取溶剂界面扩散速率，用水作溶剂时，在微波场下，水分子高速转动成为激发态，这是一种高能不稳定状态，或者水分子气化，加速萃取组分的驱动力，从而使萃取速度提高倍数，同时可降低萃取温度，最大限度保证萃取的质量8。3.2微波萃取在水产品萃取中的应用传统的萃取方法主要是用水或其它有机溶剂作为介质，提取速度慢，耗时长，污染大。但是微波萃取能克服所有传统工艺缺点 9。微波萃取适用于任何天然物的萃取。张联英、曾名勇曾进行微波技术在水产胶原蛋白提取中应用的试验,研究了热水提取和微波处理之后提取胶原蛋白提取率的变化情况，发现鳙鱼、鲈鱼、鲫鱼等鱼皮不经微波预处理, 鱼皮胶原蛋白的提取率分别为: 8.5 %、8.3 %、8.4%，然而在解冻条件下，微波预处理2分钟后，接着采用热水法提取胶原蛋白，结果提取率分别为:8.7%、8.4%、8.6%。跟未经微波处理的样品比较，提取率提高了不少。但是， 随着微波处理继续下去,提取率到了一定时间就下降了。实验表明, 适当的微波处理可以提高鱼皮胶原蛋白的提取率10。符嫦娥等以富含花生四烯酸的绿藻为研究对象,利用微波萃取技术对藻类中的花生四烯酸进行提取与纯化研究11,结果表明，可以利用微波技术萃取绿藻中的花生四烯酸。4微波在水产品解冻中的应用目前冷冻是水产品保鲜最有效的方法。利用低温保鲜的原理降低酶的活性，抑制微生物的生长繁殖，减少鱼体自身的生化反应，可达到长期储藏或者长途运输保鲜的目的12。水产品在冷冻过程中会产生干耗、油烧等不利的因素。使得水产品肉质干瘪、疏松，失去弹性，风味改变。所以在解冻过程中就应尽量的避免物质重复性的损伤。传统解冻主要是利用高温使鱼类的冰层融化，恢复原有的理化状态。但是加工过程中的高温加剧了水分流失程度，同时改变了鱼类的风味，这些不利因素破坏了水产品质量。微波冷冻技术利用较低的能量，使得水分在最短时间内挥发，且减少了自身水分的流失。因为加热温度不高，风味物质得到了较好的保存，大大的减少了脂肪氧化现象 13。传统的解冻作业有这些缺点：时间较长、占地面积大、大量消耗水等。但是基于微波加热的特性，使得微波加热解冻可以完全或部分地克服上述缺点。自然解冻是失水率最小的方法，但微波解冻比自然解冻快得多，两者失水率基本处于同一水平。工业上已用微波加热解冻的食品有：肉、肉制品、水产品、水果和水果制品 14。5微波技术在水产消解中的应用微波消解是一种新的产品处理技术，首创二维双磁控管技术的Multiwave PRO，成为世界上唯一获得ETL和GS双安全认证的微波设备。微波消解通常是指利用微波加热封闭容器中的消解液和试样从而在高温增压条件下使各种样品快速溶解的湿法消化 15。微波消解的优点有：微波加热是“内加热”，加热快、升温高，消解能力强，大大缩短了溶样时间；（2）避免了挥发损失和样品的沾污，提高了分析的准确度和精密度，回收率实验获得令人满意的结；（3）减少劳动强度，改善了工作环境，避免了有害气体排放对环境造成的污染；（4）由于样品采用密闭消解，有效地减少了易挥发元素的损失16。蔡玲等采用徽波消解-氮化物发生-原子荧光光语法, 用L-半脱氛酸预还原法,对水产品中砷和禅进行了分析。讨论并确定了实验的最佳滴定条件,结果显示, 砷和锑的检出限分别为0.058ng/ml 和0.075gn/m L ,回收率为93.7%-100.9%， 相时标准偏差分别为0.6% 和0.9%。该法准确、迅速、方便,在水产品中砷和锑的测定应用方面,结果非常令人满意17。6结语微波技术作为一种高新技术，在水产加工中的应用越来越广泛。本文介绍了微波技术在水产加工中的主要应用方面。微波技术在其他方面还有很好的应用，如果利用好微波技术，使之充分服务于现代水产品加工业，将会是未来水产品加工业中着力发展的一个方向，有助于提高水产加工业的生产效率，为建设能源节约、环境优美的新型社会生产方式服务。致 谢历时将近一周多的时间，终于完成了这篇课程论文，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师-潘永贵老师，他对我进行了指导和帮助，感谢老师帮助我进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢！感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和同学的批评和指教。参考文献1 唐海刚,田长卿. 微波技术原理及应用浅析J. 中国科技投资,2013,Z1:155.2王长云,傅秀梅,管华诗. 水产加工技术发展现状及展望J. 海洋湖沼通报,1996,03:59-66.3 刘钟栋.微波技术在食品工业中的应用J.中国食品添加剂,2012,(z1):53.4 岑琦琼,张燕平,戴志远等.水产品加工干燥技术的研究进展J.食品研究与开发,2011,32(11):156-160.5 张晶晶.微波热效应在食品工业中的应用J.无线互联科技,2014,(10):175-176.6 刘强文. 微波技术在食品加工中的应用J. 成功(教育),2012,01:28