第四章微波食品

1、 第一节 微波食品的概况一、概况 微波一般是指波长在1mmlm范围(其相应的频率为300300000MHz)的电磁波。微波的传统应用是将微波作为一种传递信息的媒介。近年来，除了传统的微波应用继续发展外，微波作为一种能技术迅速发展，将微波能广泛用于对物体进行加热和干燥等。目前915MHz和2450MHz 2个频率已广泛地为微波加热所采用。 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二、微波食品的概念：微波食品是指用微波炉加热烹制的食品。1、微波炉专用食品2、双炉型的食品三、微波食品的种类

2、：1、常温下流通的食品2、低温储运的食品四、微波食品的发展史微波技术的发展可追溯到第二次世界大战时期。l945年，美国雷声公司工作人员泊西斯潘塞在雷达试验时偶然发现衣袋里的糖果因泄露的微波而发热融化，进而经过一系列实验研究之后，申请了世界上第一个微波能应用于食品加工的专利，从此揭开了微波能技术在食品工业中应用历史的第一页。1947年，该公司的马文贝克根据微波热效应加热原理，研制了第一台用于加热食品的大型微波炉。人们开始认识微波具有在食品内部迅速生热并产生均匀温度的特点，不仅相继开发了各种家用微波炉，同时开始将其应用于工业加热技术上。随着微波技术的发展，微波食品伴随着生产和发展。我国的微波技术应

3、用也正是从食品工业开始的。1975年第一台隧道式微波加热器设备在上海儿童食品厂投入使用，主要用来干燥乳儿糕，使产品干燥时间从原蒸汽干燥68h缩短到9min，并解决了破碎、哈败、霉变等问题，节约劳动力50，实现了生产自动化。以后在豆制品、粮食、花粉、药材、人参、鹿茸、固体饮料、糕点、方糖的快速干燥，鱼类制品、干果的焙炒，酒类的陈化，以及牛奶和软包装食品的快速低温灭酶、杀菌等方面相继获获得应用。通过这一技术，可以提高产品质量、提高劳动生产率、改善劳动环境。第二节 微波加热的原理、工艺及设备微波是频率非常高的电磁波，又称为超高频波，频微波是频率非常高的电磁波，又称为超高频波，频率大约从率大约从300

4、MHz到到300GHz*。之所以称为微波，之所以称为微波，是因为其波长在是因为其波长在1mm1m，比普通的无线电波波比普通的无线电波波长更微小。长更微小。 *：1GHz = 103 MHz = 109 Hz食品工业所使用的微波加热设备的频率有食品工业所使用的微波加热设备的频率有915MHz(美美国用国用896MHz)和和2450MHz两种，而普通家用微波炉使两种，而普通家用微波炉使用的频率则一般为用的频率则一般为2450MHz。食品工业中所使用的微波设备主要是利用微波的热效食品工业中所使用的微波设备主要是利用微波的热效应。食品中的水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物等都应。食品中的水分、蛋白质、脂肪

5、、碳水化合物等都属于属于介电材料介电材料(dielectric material)，微波对它们的微波对它们的加热称作加热称作介电感应加热介电感应加热(dielectric heating)。微波加工的特点：1、微波设备加工食品方便、卫生、快捷，保鲜度高，营养损失小。2、能够得到常规设备加工所不能得到的感官质量。3、用微波设备加工的食品种类多。4、在工业应用上，大规模的集约化生产式为消费者提供了只需要稍加烹调即可食用的预制食品和冷冻食品。5、微波加工食品可节省大量能源。影响微波加热的因素：1、频率2、物料的介电性质3、电场的强度4、物料的密度5、物料的比热容12210tanEf95P在微波场中，

6、各电介质吸收微波而产生的热能可用下式表示：在微波场中，各电介质吸收微波而产生的热能可用下式表示： 式中式中: P：在单位时间在单位时间(1s)内，单位体积电介质内，单位体积电介质(1cm3)吸收微波所产生的热吸收微波所产生的热能能(Wcm-3) f ：微波频率微波频率(Hz) E：电极间电场强度电极间电场强度(Vcm-1) ：电介质的介电常数电介质的介电常数 ：电介质的损失角电介质的损失角(导电率导电率) 参见参见表表4-1 tan：电介质的有效损耗正切电介质的有效损耗正切 dielectric loss factor(. tan)是每种介电材料所固有的性质，称为损耗因数或介电损失是每种介电材

7、料所固有的性质，称为损耗因数或介电损失微波加热的自动平衡性微波加热的自动平衡性 当微波频率和电场强度一定时，物料在加热或干燥的过程当微波频率和电场强度一定时，物料在加热或干燥的过程中对微波功率的吸收，主要决定于物料的损耗因数中对微波功率的吸收，主要决定于物料的损耗因数( tan)，不同物料的损耗因数是不同的，例如，物料中不同物料的损耗因数是不同的，例如，物料中水的损耗因数比其他物质的大，物料中较湿的地方，水分水的损耗因数比其他物质的大，物料中较湿的地方，水分多，吸收的能量多，温升快，水分蒸蒸发就快。湿地方变多，吸收的能量多，温升快，水分蒸蒸发就快。湿地方变干后，水分少，吸收的能量少，温升就变慢

8、。也就是说，干后，水分少，吸收的能量少，温升就变慢。也就是说，微波能不会集中在已干的物质部分，避免了已干物质的过微波能不会集中在已干的物质部分，避免了已干物质的过热现象，具有自动平衡的性能。热现象，具有自动平衡的性能。第三节 微波加热在食品工业中的应用一、微波干燥微波加热可用于诸如通心粉、谷物、水果、海藻类食品等微波加热可用于诸如通心粉、谷物、水果、海藻类食品等干燥。国外中试用微波真空干燥机和微波冷冻干燥机。干燥。国外中试用微波真空干燥机和微波冷冻干燥机。1、微波常压干燥：常用于谷物和各种米粉的干燥。2、微波真空冷冻干燥：主要用于制作速冻食品和长期储存的食品如肉类、海产品、蔬菜、调味剂二、微波

9、膨化主要用于淀粉膨化食品的加工、蛋白质食品的膨化加工、瓜果蔬菜食品的膨化加工。三、微波焙烤主要用于面制品、油炸制品和坚果的焙烤 雀巢公司已利用5kW，2450MHz的微波烘烤设备烘烤可可豆，生产能力根据豆的含水量可达70120kgh-1，时间在510min，烘烤时可可豆温度为105。四、微波杀菌微波杀菌消毒处理时间短，容易实现连续化生产，不影响食品的原有风味和营养成分。并且由于微波的穿透特性，食品可在包装后进行杀菌消毒微波对纯菌肉汤的致死试验微波对纯菌肉汤的致死试验菌种菌种菌浓度菌浓度致死时间致死时间(min)(104个个/ml)234561015202530金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌10A

10、群溶血性链球菌群溶血性链球菌10鼠伤寒沙门氏菌鼠伤寒沙门氏菌10宋耐氏志贺氏菌宋耐氏志贺氏菌10埃希氏大肠杆菌埃希氏大肠杆菌10枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌10五、微博解冻由冻藏温度提高到一个较高的温度但仍然低于冰点，而不是升到环境温度。常用于各种冻肉、水饺、包子、锅贴、披萨、汉堡、盒饭等。六、微波灭酶六、微波灭酶食物经微波处理后，使食品中的酶丧失活力或者死亡，食物经微波处理后，使食品中的酶丧失活力或者死亡，从而达到保持食品的性状，延长保存期的目的。从而达到保持食品的性状，延长保存期的目的。微波灭酶主要用于蔬菜水果、稻谷、小麦和面粉等的微波灭酶主要用于蔬菜水果、稻谷、小麦和面粉等的灭酶加工。灭酶加

11、工。七、微波用于酒类的陈化七、微波用于酒类的陈化加工方式加工方式应用状况应用状况制制 品品软化软化/解冻解冻实用阶段实用阶段冻鱼、冻肉、牛油、浆果、巧克力、蛋黄膏制品冻鱼、冻肉、牛油、浆果、巧克力、蛋黄膏制品烹烹 调调实用阶段实用阶段鸡、烟熏肉、夹肉馅饼、土豆食品、米饭鸡、烟熏肉、夹肉馅饼、土豆食品、米饭干干 燥燥实用阶段实用阶段面食、洋葱、米糕、海藻面食、洋葱、米糕、海藻 试验阶段试验阶段快餐食品、鸡蛋黄、水果、蜂蜜快餐食品、鸡蛋黄、水果、蜂蜜真空干燥真空干燥试验试验/实用实用柑桔汁、粮谷、种子、花生、热敏食品柑桔汁、粮谷、种子、花生、热敏食品冷冻干燥冷冻干燥试验阶段试验阶段肉、蔬菜、水果肉

12、、蔬菜、水果焙焙 烤烤试验阶段试验阶段面包、甜面包圈面包、甜面包圈烘烘 烤烤试验试验/实用实用坚果、咖啡豆、可可豆坚果、咖啡豆、可可豆巴氏杀菌巴氏杀菌实用阶段实用阶段面包、酸奶、饮料、豆腐、馅饼面包、酸奶、饮料、豆腐、馅饼消消 毒毒试验阶段试验阶段牛奶、预处理过的食品牛奶、预处理过的食品去壳去皮去壳去皮试验阶段试验阶段谷物、马铃薯、水果谷物、马铃薯、水果熬熬 制制试验阶段试验阶段猪油、其它动物油脂猪油、其它动物油脂陈陈 化化试验试验/实用实用酒类酒类品品 名名微波设备的微波设备的规规 模模目的效果目的效果 功率、频率功率、频率(1)批量生产批量生产 (2)样机样机(1)干燥干燥 (2)杀菌杀菌

13、 (3)杀虫杀虫乳儿糕乳儿糕5kW10 2450MHz(1)(1) (2) (3)营养松营养松5kW10 2450MHz(1)(1) (2) (3)甘露醇甘露醇10kW 2450MHz(1)(1) (2)花粉花粉10kW 2450MHz(1)(2)方糖方糖5kW10 2450MHz(1)烘干成形烘干成形方便熟食品方便熟食品10kW2 2450MHz(2)(2)方便快餐食品方便快餐食品5kW3 2450MHz(1)(2)无壳瓜子无壳瓜子10kW2 915MHz(1)焙烤焙烤脆饼脆饼10kW 2450MHz(1)焙烤焙烤鱼片干鱼片干10kW 2450MHz(1)(1) (2)豆皮制品豆皮制品10k

14、W 2450MHz(1)(1) (2) (3)白酒白酒20kW3 2450MHz(1)老熟醇化老熟醇化品品 名名微波设备的微波设备的规规 模模目的效果目的效果 功率、频率功率、频率(1)批量生产批量生产 (2)样机样机(1)干燥干燥 (2)杀菌杀菌 (3)杀虫杀虫中药材、中成药中药材、中成药20kW 915MHz(1)(1) (2) (3)乳珍乳珍 (1)低温灭菌，保持活性低温灭菌，保持活性鹿茸鹿茸5kW 915MHz(2)(1) (2)槟榔芋槟榔芋20kW3 915MHz(1)(1) (2)魔芋魔芋5kW 915MHz(2)(1) (2)米酒米酒 (2)保鲜保鲜牛奶牛奶25kW 915MHz

15、(1)(2)油炸方便面油炸方便面 (1)节油节油猪胴体猪胴体20kW5 915MHz(1)解冻回温解冻回温咖啡豆咖啡豆10kW 2450MHz(2)焙烤焙烤小包装榨菜小包装榨菜15kW 2450MHz(2)(2)虾粉汤料虾粉汤料20kW 915MHz(1)(1) (2)鸡粪饲料鸡粪饲料60kW 915MHz(1)(1) (2) (3)第四节微波加热对食品风味及营养成分的影响一、微波加热与食品风味：微波加热中，各种风味化合物的不均衡性挥发是导致食品风味变异的主要因素。1、反应风味不足2、变异风味3、风味减弱4、出现再烹调风味微波炉处理蹄膀前后必须氨基酸的变化必须氨基酸种类必须氨基酸种类加热前百分

16、组成加热前百分组成(%)加热后百分组成加热后百分组成(%)异亮氨酸异亮氨酸4.884.70亮氨酸亮氨酸8.438.36赖氨酸赖氨酸9.389.23蛋氨酸半胱氨酸蛋氨酸半胱氨酸3.493.42苏氨酸苏氨酸4.754.71色氨酸色氨酸1.001.00缬氨酸缬氨酸5.094.97苯丙氨酸酪氨酸苯丙氨酸酪氨酸7.887.87微波炉与传统烹调对微波炉与传统烹调对VcVc的破坏情况的破坏情况检测检测项目项目食品食品名称名称烹调前烹调前含量含量微波烹调后微波烹调后传统烹调后传统烹调后(mg/g)含量含量(mg/g)损耗率损耗率(%)含量含量(mg/g)损耗率损耗率(%)还原性还原性Vc卷心菜卷心菜23/10014.5/10036.968.5/10063.04总总Vc25.2/10024.0/1004.7620.4/10019.05第五节 微波食品可能存在的卫生学问题一、微波食品中农药、兽药的残留问题微波多农药、兽药残留去除作用小。二、外包装物对微波食品的污染问题微波对外包装有特殊的要求，使用劣质微波包装材料进行微波加热