紫外、红外及微波在食品加工中的应用和进展论文

摘 要: 与其它加工业相比,食品加工业有其特殊性,光波辐射包括很多,文章主要综述了紫外线 代写硕士论文红外线及微波辐射在食品加工中的杀菌、保鲜、制作和食品性能的改善等方面的应用。

关键词: 辐射; 食品加工; 杀菌; 保鲜

食品加工工艺,指的是各种食品从原料到成品的全部过程。它主要包括分离、粉碎、混合、成型、发酵、热处理、运输、包装等几大部分。光波辐射是食品电加工中的一类,本文将光波辐射在食品加工的一些应用作以论述。

按照波长不同,电磁辐射可分为不同区域:

γ射线5-140pm x射线10-3-10nm

紫外线10-380nm 可见光区380-780nm

红外线780nm-1000μm 微波1mm-1m

无线电波>1m

下面主要讨论讨论紫外、红外及微波在食品加工中的应用和进展。

一、紫外线辐射

紫外线在食品加工中多应用在杀菌上,也可应用于果蔬的保鲜及对加工食品性能的改善。

1、紫外线杀菌

食品工业中,紫外线杀菌主要用于三个领域:表面杀菌、空气杀菌和液体杀菌。表面杀菌常用于包装材料的消毒,如在牛乳的生产中,用紫外线对包装材料消毒,可使其货架期延长到两周[1]。紫外线也可用于食品表面的消毒,如国外有人证明紫外线辐射可明显减少新鲜鱼的表面菌群。据报道,面包在出炉后先进行紫外线照射可明显延长其货架期。空气杀菌主要用于食品加工环境的消毒,像在果蔬的去皮操作中,用紫外线处理过的气流流过去皮单元,产品质量会显著提高。同样的技术也用于孵化室和冷藏室。液体杀菌的应用是利用紫外线处理可有效杀灭水中大部分微生物,并能减少环境污染。紫外线消毒不改变水的颜色、味道和PH值,在日本,紫外线辐射已用于天然矿泉水的消毒。紫外线可用于果汁的杀菌,但封明仁认为紫外线不宜用于饮料的杀菌[2],此外,紫外线还可用于固体食品物料的杀菌。

2、紫外线用于果蔬保鲜

紫外线在果蔬中的保鲜中也有极大的潜在市场。如萝卜挖出后,用紫外线处理,可增加萝卜对霉菌的抵抗能力。新鲜草莓用紫外线处理后可延长货架期4-5天,除紫外线可杀灭其表面微生物外,研究发现,紫外线处理后果实的呼吸程度减低,酸度增加,而且经处理的果实硬度也有所提高。

3、紫外线对加工食品性能的改善

紫外线辐射会对加工食品的性能有所改善,如Rhim研究了紫外线对蛋白膜的影响,发现紫外线照射小麦谷蛋白、玉米蛋白、鸡蛋蛋白和酪蛋白形成蛋白膜后,前三种蛋白的拉伸强度增加,酪蛋白的拉伸强度虽没有影响,但减少了可溶性物质,所以用紫外线辐射可改善蛋白膜的功能。维生素D经紫外线照射后会转变成维生素D2和D3。张国顺等研究发现使用适当强度的紫外线照射可降低猪肉中脂肪和胆固醇的含量[3],鲭鱼肉糜经紫外线处理后其蛋白质之间发生交联,凝胶强度上升,可显著改变产品的感官质量。牛乳、蘑菇经紫外线处理后,VD含量得以提高。

二、红外线辐射

红外线在食品加工中主要用于食品物料的加热处理。

普通食品加工所使用的加热温度范围在300-500K,在这一温度范围内,黑体辐射能量密度最大波长正是在红外线波长范围内。另外,水中羟基O-H键的伸缩振动的固有频率与波长为2.7μm的电磁波相同,所以当接受红外线辐射时,水和其他含有羟基的食物成份与红外线发生共振,引起物料温度上升,从而使物料得以加热。远红外线的波长较长,对物料的穿透性强,且远红外线的光子能量级小,一般只产生热效应,不会引起物质的化学变化,对食品的营养成份和色泽不会造成影响,因而使用远红外热加工,物料受热均匀,加工品质优良。

红外线在食品加工中可用于点心、肉等的烘烤,烹调食品的保温,冷藏食品的快速加热,谷类、大豆、咖啡、茶叶等的干燥,油炸食品如鱼、虾、土豆片等炸制,无水煮食品的加工,酒、调味品、水果的催熟,肉类制品、谷物、面粉的杀菌[4]等。

三、微波辐射

1、微波杀菌

微波杀菌是基于热效应和非热生化效应。热效应是指微波作用于食品,食品表里同时吸收微波能,温度升高后使微生物体内的蛋白质、核酸等分子改性,从而失去生物活性,使菌体死亡或受到严重干扰而无法繁殖,进而达到杀菌的目的。非热生化效应是指微生物在外电磁场的作用下细胞膜发生功能障碍,使细胞的正常代谢功能受到干扰破坏,致使细胞的DNA和RNA的分子结构中的氢键松驰、断裂和重新组合,诱发基因突变、染色体畸变,从而中断细胞的正常繁殖能力。微波可用于肉类、禽制品、水产品、水果、罐头、奶乳制品、蔬菜制品、谷物等一系列产品的杀菌、灭酶和消毒。还可用于酒类、发酵调味品的催陈[5],绿茶杀毒,蔗糖汁的减色等工艺中[6],它应用于人参、猴头菌、天麻、花粉等中药的干燥和灭菌,能保证产品中具有生理活性物质的营养成份。在水产品(如虾)的保鲜中,经常采用微波来钝化酶以防止酶褐变。

2、微波膨化

微波膨化是利用微波的内部加热特性,使得物料内部受热升温产生大量蒸汽,这些蒸汽往外冲出,形成无数的微小孔道,使物料组织膨胀、疏松。

利用微波进行膨化的例子如:美国的爆玉米花,即采用微波加热膨化的生产工艺进行生产;日本已研制出一种微波加热膨化干燥蛋黄粉的设备。在方便食品的生产中也可采用微波膨化干燥工艺,如面条制作过程中添加蛋白质、膨化剂、发泡剂、佐料揉合成型,然后用微波膨化干燥,可生产出复水性良好的快速面。

3、微波焙烤

微波焙烤是靠电磁波把能量传播到物体的内部,它不靠热传导作用,比传统的加热方法穿透力强,热惯性小,节能高效。在食品加工中被广泛应用。

微波焙烤可用于干燥食品,如郑捷夫研制的微波无油方便面,复水性强,与油炸方便面相比能较好地保持原有的色、香、味,且能够减少营养成份及维生素的损失,有较长的保质期[7]。面包焙烤,可使面包品质得到很好的改善,使其结构均匀,内芯不粘牙,缩短加工时间,并延长面包的货架期。微波焙烤产品的营养价值较传统方法高。

光波辐射在食品加工中的应用越来越广,如微波萃取[8],但它也有一定的局限性,如由于微波场具有不均匀性,微波杀菌时应该注意避免杀菌不足和过度加热的问题;微波焙烤时其表面的温度太低,不足以产生美拉德反应,因此焙烤产品的表面缺少人们所喜爱的金黄色,为了解决这些问题,人们不断地进行探索和研究,它必将促进光波辐射在食品加工业方面的进展。

参考文献:

[1]顾瑞霞.紫外技术在乳品加工中的应用[J].食品与发酵工业.1993(1).

[2]封明仁.紫外线灯不宜作饮料灭菌[J].食品科技.1998(5).

[3]张国顺.降低肉制品中脂肪、胆因醇含量的研究[J].食品科学.1998(5).

[4]李里特.远红外线在食品加工中应用的原理和问题[J].食品与发酵工业.1993(1).

[5]曾新安. 电磁场催陈米酒氢键综合红外光谱分析[J].食品与发酵工业.2001.(6).

[6]刘惠霞.微波辐射对蔗糖氧化酶活性抑制作用的研究[J].食品与发酵工业.2001.(9).

[7]郑捷夫.微波加热干燥方便面新工艺[J].食品科技.1994(3).

[8]李冰.微波辐射强化蔗糖提取过程及其机理[J].食品与发酵工业.2000(1).

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