食品电物性在食品加工中的应用

1、食品电物性在食品加工中的应用研究食品电物性的意义研究食品电物性的意义电物理加工方法能满足食品加工中对食品资源充分利用电物理加工方法能满足食品加工中对食品资源充分利用的要求，同时也能减少加工中营养损失，并保持生物物的要求，同时也能减少加工中营养损失，并保持生物物质活性。使用电场或电磁场有可能对构成食品的最小单质活性。使用电场或电磁场有可能对构成食品的最小单位进行最富效果的加工处理。电磁场的生物效应在生鲜位进行最富效果的加工处理。电磁场的生物效应在生鲜食品的储藏保鲜方面显示了巨大的潜力。由于化石燃料食品的储藏保鲜方面显示了巨大的潜力。由于化石燃料能源的不可再生性，电力在食品工业能耗中占有的比例能源

2、的不可再生性，电力在食品工业能耗中占有的比例将越来越大。将越来越大。电物理特性的检测对食品加工自动化、品质控制精确化电物理特性的检测对食品加工自动化、品质控制精确化方面提供了重要手段。方面提供了重要手段。 对食品电物性的利用，除了对食品品质的无损对食品电物性的利用，除了对食品品质的无损检测或品质分析外，还可用于对食品的加工处理，检测或品质分析外，还可用于对食品的加工处理，包括静电场处理、动电处理、通电处理、高频电场包括静电场处理、动电处理、通电处理、高频电场处理、微波处理、红外线处理等。处理、微波处理、红外线处理等。静电场处理静电场处理静电熏制原理：在静电场内让熏烟雾粒子向各种静电熏制原理：在

3、静电场内让熏烟雾粒子向各种食品表面或内部渗透，达到快速均匀熏制的目的。食品表面或内部渗透，达到快速均匀熏制的目的。肉制品的熏制不仅可以改善制品的风味，还可以肉制品的熏制不仅可以改善制品的风味，还可以有效防止氧化和霉变。有效防止氧化和霉变。优点：高效，优点：高效，25 min25 min缺点：不能起到通常烟熏那样的干燥效果，还要缺点：不能起到通常烟熏那样的干燥效果，还要配以微波或远红外处理。配以微波或远红外处理。电渗透脱水电渗透脱水n原理：蛋白质原理：蛋白质电位和周围离子气氛的存在，使电位和周围离子气氛的存在，使固液界面产生双电层粒子分布现象，即液体带有固液界面产生双电层粒子分布现象，即液体带有

4、与蛋白质胶粒等量而符号相反的过剩电荷。当有与蛋白质胶粒等量而符号相反的过剩电荷。当有静电场存在时，液体受自身所带电荷影响而运动静电场存在时，液体受自身所带电荷影响而运动。通电加热通电加热重要性：食品的均匀加热是工程上的一大难题。重要性：食品的均匀加热是工程上的一大难题。微波加热存在透入深度的问题。微波加热存在透入深度的问题。适用性：不适用于不导电、极低水分或干燥状态适用性：不适用于不导电、极低水分或干燥状态的食品。的食品。原理：欧姆加热原理：欧姆加热注意：直流电会引起食品组分的电解变质，还会注意：直流电会引起食品组分的电解变质，还会使电极发生电解腐蚀，造成食品重金属离子污染，使电极发生电解腐蚀

5、，造成食品重金属离子污染，因此一般用交流电。因此一般用交流电。远红外线加热远红外线加热近红外的波长近红外的波长0.781.4 0.781.4 m m；中红外的波长；中红外的波长1.43 1.43 m m；远红外；远红外3 3 m1mmm1mm。原理：食品材料电磁波吸收峰值多集中在原理：食品材料电磁波吸收峰值多集中在220 220 m m 的远红外波长范围。的远红外波长范围。特点：特点： 加热时不必有热源或传热介质，不受气加热时不必有热源或传热介质，不受气流影响，速度快流影响，速度快; ;促进食品的成熟促进食品的成熟; ;能量低，不会能量低，不会引起物质的化学变化引起物质的化学变化缺陷：辐射深度

6、浅缺陷：辐射深度浅12mm12mm。电脉冲杀菌电脉冲杀菌脉冲电场脉冲电场(pulsed electric field, PEF)(pulsed electric field, PEF)：对流经两电：对流经两电极间的液态或半液态物料施加一定频率的高电压短脉冲极间的液态或半液态物料施加一定频率的高电压短脉冲放电，使物料中微生物死灭的处理技术。放电，使物料中微生物死灭的处理技术。原理：破坏微生物的细胞膜，电崩解理论、电穿孔理论。原理：破坏微生物的细胞膜，电崩解理论、电穿孔理论。优势：杀菌时对象升温小；杀菌时间短，产生的热量少；优势：杀菌时对象升温小；杀菌时间短，产生的热量少；节能。节能。应用：对热敏

7、感的液态食品，如果汁、牛乳、蛋液、啤应用：对热敏感的液态食品，如果汁、牛乳、蛋液、啤酒酒缺陷：杀菌效果差异大，不稳定；杀菌不彻底；设备实缺陷：杀菌效果差异大，不稳定；杀菌不彻底；设备实际应用困难。际应用困难。微波加热微波加热v原理：原理：水分子是微波域内极化运动产热的主要物质。在交变电场中偶极子的水分子会随着电磁场方向的变化而转动。 电场频率增加，运动加快，产生更多的摩擦热。v一般家用微波频率（2450MHz）加热，就意味着使水分子在1S内发生180来回转动24.5亿次。 微波加热的特性：1 微波加热的即时性用微波加热介质物料时，加热非常迅速。只要有微波辐射，物料即刻得到加热。反之，物料就得不

8、到微波能量而立即停止加热，它能使物料在瞬间得 到或失去热量来源，表现出对物料加热的无惰性。2 微波加热的整体性 微波是一种穿透力强的电磁波，如频率为915MHz的电磁波，其波长为32cm，它能穿透物体的内部，向被加热材料内部辐射微波电磁场，推动其极化水分子的剧烈运动，使分子相互碰撞、摩擦而生热因此其加热过程在整个物体内同时进行，升温迅速，温度均匀，温度梯度小，是一种“体热源”，大大缩短了常规加热中热传导的时间除了特别大的物体外，一般可以做到表里一起均匀加热这符合工业连续化生产和自动化控制的要求3 微波加热的选择性并非所有材料都能用微波加热，不同材料由于其自身的介电特性不同，其对微波的反应也不相

9、同。我们可以利用微波加热的选择性对混合物料中的各组分或零件的不同部位进行选择性加热。对玻璃、陶瓷、塑料几乎全部穿透较少吸收，对生物体、水及含水材料具有良好吸收性能并可产生热能转换。4 微波加热能量利用的高效性微波进行加热时，介质材料能吸收微波转化为热能，而设备壳体只能反射而不能吸收微波(或极少吸收微波)。再加上微波加热是内部“体热源”，它不需要高温介质来传热，因此绝大部分微波能量被介质物料吸收并转化为升温所需要的热量，这就形成了微波能量利用高效率的特性。与常规电加热方式相比，它一般可以节电30一50。5 微波加热安全、卫生、无污染，具有很强的杀菌能力微波加热所用能源为电能，对环境没有污染。用微

10、波辐射生物体时，除了产生微波热效应外，微波还能使生物体的生物活性得到抑制或激励，即微波的非热效应或生物效应。在相同温度条件下，微波对细菌的致死率远高于常规加热。除此之外，微波加热还具有加热质量高、营养破坏少、加热设备紧凑、节省空间等优点。微波杀菌的优点v1、时间短、速度快v2、低温杀菌保持营养成份和传统风味v3、节约能源v4、表面和内部都同时进行v5、便于控制v6、设备简单，工艺先进v7、改善劳动条件，节省占地面积微波加热存在问题（一）微波加热不均匀（一）微波加热不均匀（1）微波加热具有选择性，即使在相同的微波场中，不同的食品材料都存在温升的差异；（2）微波具有良好的穿透性，在实际加热中受反射

11、、穿透、折射、吸收等影响，即使对同一食品材料各部分产生的热能可能存在较大的差异；（3）电场的尖角集中性，有的也称菱角效应（edge effect）微波作为电波的一种，其电场有尖角集中性，这是造成食品微波加热不均匀的主要原因。电场会向有角的地方集中，这些部分就产热多，升温快。为了克服菱角效应和热点的不良以下，人们在容器上作了许多改进。例如尽量使用大小合适的圆角容器，环状容器。对有尖角的食品进行整形处理。为了克服微波加热的局限性，把微波与远红外等加热方法组合在一起的设备，成了当前微波炉开发的新趋势。（二）微波对人体的影响 从微波的作用原理看，人体也会吸收微波，因此微波的辐射也会对人体产生一定的危害

12、。通常人体受到辐射时，总是皮肤先感到灼热，因而可以及时避让。然而受微波辐射时，由于其穿透性，体内组织也会同时发热，而人体内神经又比较少，所以往往在还未感到灼热时，那些耐热新低的器官已经受到损伤。如血管、眼睛和睾丸易受微波侵害，雷达工作人员常见的病是白内障和男性不育。对微波的使用既要注意安全，但也不需要像对待放射性那样过分紧张。（三）微波杀菌破袋（三）微波杀菌破袋我们在微波杀菌操作过程中，除了注意不能采用金属容器和镀铝或铝复合袋，还存在杀菌过程中密封好的袋子破袋问题，不好解决。亦不好采用杀菌后在封口。目前采用微波杀菌可以在包装前进行，也可以在包装好以后进行。包装好的食品在进行微波加热杀菌时，由于袋内压力过高会胀破包装袋，因此整个微波加热杀菌过程应在压力下进行，或将包装置于加压的玻璃容器中进行处理。（四）变色问题四）变色问题在对榨菜等产品微波杀菌时还发现榨菜产品变色问题。 微波加热技术的应用前景20世纪90年代以后，由于电子技术的飞速发展，微波设备电子器件价格的下跌及能源比价的调整等因素，使得微波加热设备及微波加热的直接成本有了大幅度的下降；全球环境的不断恶化，使人们逐步认识到传统的加热方式不再是一种环保良好的作业。这些都为微波加热的应用和发展提供了良