新微波波技术在水产品加工中的应用研究.doc

微波波技术在水产品加工中的应用研究摘要：微波技术在现在高新技术领域具有重要地位，具有快速、节能、清洁等优点；目前微波技术发展很快、涉及方面也很广，在食品加工的各方面得到了广泛应用；本文介绍了微波技术在水产品加工中的加热、灭菌、萃取等几个方面的运用及对将来的发展前景。关键词：微波技术 水产品加工 发展随着科学技术的发展，紫外线、远红外线、微波等电磁波在食品加工中的应用日益广泛，其中微波技术在食品工业中的应用虽然起步较晚，但近年发展很快。在我国，利用微波技术加工食品的热潮已经兴起。微波能技术作为应用科学产生于20世纪40年代，在此后的20年间，伴随着大功率磁控管的研制成功，英、美等国相继开发了多种类型的微波加热器，在微波能的应用上掀起了一场新的“ 能源革命行动”，微波能逐步应用于食品、医药等领域中。我国从20世纪70年代开始进行微波技术的研究与开发，目前在食品加工等领域已得到广泛应用。微波食品工业在起步时应用、开发速度缓慢，直到1986年才有工业微波设备用于食品调温、预煮熏肉、家禽、肉饼加工、面条、快餐和果蔬的干燥与面包和酸奶的消毒。近十几年来，微波食品工业发展较快，全世界微波食品加工设备增长迅速，专用的工业微波设备已有真空干燥、冷冻干燥、消毒灭菌、焙烤、热烫等多种类型。一、 微波加热与水产品加工1、 微波加热的原理与特点微波加热是微波与食品直接作用，将微波的电磁能转变为热能的过程。在电磁场中，食品中带电荷小分子有呈方向性排列的趋势，电场方向变化会引起水分子的转动；微波频率足够高时，水分子发生高速运动、往复 振动、彼此间频繁碰撞、摩擦，微波能转变为热能，导致物料在短时间内升温，引起物料中蛋白质变性。微波加热其特点：a、加热速度快：不需要传热介质，不利用对流，微波与食品直接接触，一般只需常规方法的1/10-1/100的时间就可完成整个加热过程。b、加热均匀性好：微波加热是一种内部加热法，具有自动平衡性能，避免了表面硬化及不均匀等现象的发生。c、加热易于瞬时控制：微波加热的热惯性小，可以立即发热和升温，易于控制。d、加热效率高：加热作用始自加工物料本身，基本不辐射散热，热效率高。2、微波加热与水产品加工微波加热方式是瞬间穿透式加热，被加热的食品直接吸收微波能而即刻生热，因而速度快，内外受热均匀，同时食品中的微生物也会吸收电能而使温度升高，破坏菌体中的蛋白质成分，起到杀死微生物的作用。鱼类正是适合这一生产加工方式的主要对象，鱼类含有较多的不稳定结构蛋白、氨基酸、单双低聚糖等呈味和风味物质，如果加以高温杀菌或者保鲜，那么其结构和风味定会有较大的影响，反言之微博杀菌保鲜技术所消耗的能量小，产热高，只需确定相应的辐射量，对于保鲜效果和杀菌效果是十分显著的。二、微波杀菌与水产品加工1、微波杀菌的作用机理和特点微波杀菌机理既有热效应原理，也有非热效应（生物效应）原理。微波能的穿透性使食品表里同时加热，附在食品中的生物都含有较高的水分，会吸收微波能，发生自身的热效应和食品有耗介质的热效应，通过热传导共同作用于微生物，使其快速升温导致菌体蛋白变性，活体死亡，或受到严重干扰，无法繁殖。微波能可导致细胞膜破裂，使生理活性物质发生变性作用，而失去生理功能。微波杀菌的特点：微波杀菌是微波的热效应和生物效应的共同结果，而且后者为细菌致死的主导因素，打破了常规加热杀菌以热力为唯一主宰力量的格局。2、微波杀菌与水产品加工 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。传统的杀菌方式以直接加热为主，消耗能量较高，并且是利用热源提高水产品温度，使得物料升温，达到杀菌的目地。效果比较明显，但是杀菌温度往往过高，鱼类的蛋白肉质性质改变，仅从单一的杀菌角度来说是不够经济和合理的。微波杀菌正好克服了传统杀菌的缺点，消耗能量低，产生热值小，杀菌效果显著，杀菌时间短。，大大的提高了生产效率、缩短了生产时间。只需严格的控制辐射量和辐射时间就可以避免不必要的影响。综合考虑而言，微波杀菌较传统加热杀菌而言，保鲜性和杀菌效率都大大提高。三、 微波萃取技术与水产品加工1、微波萃取作用机理及特点微波萃取的基本原理是微波直接与被分离物作用，即微波能直接作用于样品基体内。当它作用于分子时，促进了分子的转动运动，分子若此时具有一定的极性，便在微波作用下瞬时极化，当频率为2450 MHz时，分子就以245亿次s的速度做极性变换运动，从而产生键的振动、撕裂和粒子之间的相互摩擦、碰撞，促进分子活性部分(极性部分)更好地接触和反应，时而迅速生成大量的热能，引起温度升高。由于不同物质的介电常数不同，从而吸收微波能的程度也各不相同，产生的热能及传递到周围环境的热能也是各不相同的，在微波场作用下，基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分由于吸收微波能力的不同差异被选择性地加热，这样可以从基体或体系中分离出被萃物。微波萃取的特点：1、高选择性：因为微波只对极性分子进行选择性加热，整个萃取过程由微波辐射能穿透介质，到达物料的内部，使基质内部温度迅速上升，增大萃取成分在介质中的溶解度，然后微波在产生的电磁场加速了目标物向溶剂的扩散，因此，对天然产物活性成分有很强的选择性溶出，活性成分分子极性越强，选择性越高。 2、高效性：同一对象提取中，采用传统方法需要几小时至十几小时，超声提取法也需半小时到一小时，而微波提取只需几秒到几分钟即可完成，并且目标成分提取率更高，可见，微波提取速率提高了几十至几百倍，甚至几千倍，大大缩短了萃取时间。 3、节物、节能、环保：微波萃取由于微波功率较小且辐射时间短，另一方面它又由于受溶剂亲和力的限制较小，可供选择的溶剂较多，在选择无毒或低毒溶剂的同时还可减少其用量。由此可见，该技术暨节约物耗、能耗，又做到绿色环保。 2、微波萃取与水产品加工 微波萃取适用于任何天然物的萃取，尤其适合天然热敏性物质萃取。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，实验表明，经微波处理之后，不同鱼类鱼皮中胶原蛋白的提取量有所提高。符嫦娥等以富含花生四烯酸的绿藻为研究对象，利用微波萃取和脲包分离技术对藻类中的花生四烯酸进行提取与纯化研究，结果表明，应用微波萃取绿藻中的花生四烯酸是可行的。四、 微波技术的发展前景 微波技术作为一种现代高新技术在食品加工中的应用将越来越广泛。微波技术在很大程度上促进了食品工业的发展，尤其对于产品价值提高，质量要求严，热导率低，用传统工艺难以解决的物料。在水产品加工中，微波技术也越来越受学者关注，在水产品加工中的灭菌、萃取、干燥等方面的到了不同程度的应用，但是相对于在其他应用领域的应用来说，微波技术在水产品中的应用明显滞后了很多，微波技术在不断完善自身技术与设备的同时，应该与其他干燥技术，如热风干燥、真空干燥、冷冻干燥、远红外线干燥等技术相结合，向更深、更广的方向发展，随着微波设备和技术研究的不断开发和丰富，将其应用于水产品加工行业，萃取高质量的天然成分，实现生香、干燥、杀菌一体化的连续工艺，能大大地提高水产加工产品的质量和生产效率，减少加工设备投资，必能极大地改变我国水产品加工行业产品质量不高、生产效率低下、能源耗损严重的局面，增强产品的竞争力，从而帮助我国水产品加工企业摆脱被动处境，加速我国水产品加工行业的发展。由于微波技术具有节省时间、空间、控制性强等多种优点，因此，利用好微波技术，使其充分服务于现代水产品加工业，是未来水产品加工业中着力发展的一个方向，也是水产科技工作者应重点研究的一个领域，从而提高水产加工业的生产效率，为建设资源节约、环境友好的新型社会生产方式服务。 参考文献：1段振华 .微波技术在我国水产品加工中应用研究现状J .水产科技情报. 2008，35（1