微波技術在食品加工與檢測中的應用

摘要：當前，隨著科技的發(fā)展，微波技術也隨之不斷的發(fā)展。同時，微波技術廣泛應用于各個領域，在現(xiàn)代高技術領域擁有了十分重要的地位。并且，近年來，微波技術得到了較快發(fā)展，在食品加工與檢測方面得到了廣泛的應用，作出了較大貢獻。本文將對微波技術在食品加工與檢測中應用進行了一定的分析，以明確微波技術在食品加工與檢測方面的進展。

關鍵詞：微波技術；食品加工；檢測

我們現(xiàn)在所講的微波技術其實是一種高頻率的電磁波的總稱，它的頻率可在300到300000MHZ，微波技術主要還是應用于高溫超導材料方面，我國也開展過多種超導微波器件的研究，由于技術性能的特殊原因，它的應用非常的廣泛，可應用于化工業(yè)、制藥業(yè)、紡織業(yè)、水處理、食品業(yè)、煙草業(yè)、建材業(yè)等，微波的工業(yè)設備也很多，有微波干燥設備、微波殺菌設備、微波燒結設備、微波硫化設備和微波水處理設備等。微波技術先進，應用于高新技術領域有快速、節(jié)能、清潔等優(yōu)點，那么，微波技術應用于食品加工業(yè)時，到底有什么樣的優(yōu)勢呢？從現(xiàn)階段來看，微波技術實際上是一個新興的技術，也是一個發(fā)展很快的技術，它在食品加工領域的用途非常廣泛，也有其重要的優(yōu)勢和特點，微波技術應用在食品加工的加熱、殺菌和干燥等方面占據(jù)了絕對的優(yōu)勢地位，從而奠定了它在食品加工領域的重要突出地位。

一、微波技術概述

微波是一種電磁波，它擁有電磁波所有的特性，如反射、投射、干涉、衍射、偏振等，它主要用途是能量傳輸，有其波動的特性，尤其是微波的產(chǎn)生、傳輸、放大和輻射等問題，和無線電、交流電都有區(qū)別，這種區(qū)別是一種系統(tǒng)性的區(qū)別，在微波系統(tǒng)中并沒有導線的概念，而是通常用到了“場”的概念，所以 微波傳輸?shù)牟⒉皇请娏鳎且环N能量，并采用功率、頻率、阻、波來作為微波的測量單位。

1.電磁場概念。在研究微波時，必須注重電磁場這個概念，電磁場特性中的高頻交變特性也不能忽視，同時，微波和電路在同一數(shù)量級上時，它的位相會相對滯后些。

2.微波的反射特性。微波是直線傳播的，傳播時，在遇有金屬時，它會形成反射，這一點和光的特性是一樣的。

3.微波傳播的衰減性。微波傳輸?shù)念l率很高，并且微波的傳輸是向周圍空間輻射的，如用普通傳輸元件傳輸?shù)脑?，輻射衰減很快，所以，要想輻射傳輸衰減緩慢的話，對傳輸元件的要求很高。

4.微波有駐波現(xiàn)象。微波輻射傳輸過程中，它的入射波和反射波可以疊加，并形成干擾，這就是說，如果微波能不斷的在一個理論上足夠小的空間里傳輸輻射的話，這個空間的某一點接受波的均衡度是一樣的。所以，在微波設備使用中，可利用多種模式的電磁分布、疊加來改善總電磁場的分布，從而使所在電磁場分布均勻。

5.微波能量大小的計算。微波空間能量分布和電磁場能量分布是一樣的，其能量數(shù)值應與空間內(nèi)電場強度的平方有關，微波電磁場的能量為空間點電磁能量的總和。

6.微波的快速加熱原理。微波的傳輸速度與光速接近，電磁波能量轉換時間一般要快于千萬分之一秒，也就是說，微波設備內(nèi)外能量轉換的時間非常快速，使設備內(nèi)的物體熱傳導也非常迅速，這也是微波能快速加速的技術原理，也是微波技術應用于食品加工業(yè)的重要原理之一。

二、微波技術在食品加工業(yè)的應用及應用原理

1.微波技術應用于食品的殺菌保鮮。傳統(tǒng)的食品殺菌技術有高溫、干燥、冷凍及防腐劑等，但這些傳統(tǒng)上的食品殺菌技術都有其不足之處，如：設備陳舊，功能不全、食品處理時間過長、殺菌效果不理想和不能有效實現(xiàn)自動化的生產(chǎn)模式等。同時最主要的是它們的保鮮效果不好，大多都會影響食品的口味和營養(yǎng)成分，而微波殺菌保鮮并不是應用于這些簡單的物理方法，而更像是一種生物技術，它是使食品內(nèi)的微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生變異，從而延緩微生物的生長和死亡時間，達到殺菌保鮮的作用。微波殺菌還主要應用的是熱效應和非熱效應理論，微波具有高頻特性，它穿透介質(zhì)，利用變交電場使水、核酸等物質(zhì)產(chǎn)生取向運動，從而產(chǎn)生摩擦生成熱量，使微生物中的蛋白質(zhì)、核酸分子等因子改變性質(zhì)或失去活力，從而殺死微生物。

2.微波技術應用于催陳。主要是現(xiàn)代釀酒技術就是要在特定的條件下把酒貯存一段時間，時間越長，酒的口感會越好。所以，現(xiàn)在國內(nèi)有好多技術就是要把新酒經(jīng)過技術加工處理成“老酒”，這種技術就是老熟催陳技術。微波技術完全能夠?qū)崿F(xiàn)這種技術，原理主要是微波場的特點能把酒中的水分子和乙酸分子重新排列組合，而分子間的空隙變小，使乙酸分子的行動放緩，這樣酒味中的辛辣味大大減輕，老熟催陳的速度加大，所以，只要稍微拿微波照射，就可能達到自然老熟三到六個月的效果，微波的這種特性使其能廣泛應用于釀酒產(chǎn)業(yè)。

三、微波技術在食品檢測中的應用

和食品加工一樣，微波技術在食品檢測中也得到了廣泛的應用。首先，微波萃取技術的應用。這種技術的原理是能將有機溶劑將食品檢測樣品中的所需要的化合物，從樣品中分離出來，它是一個強化的傳熱、傳質(zhì)的過程。這種技術的優(yōu)點是設備簡單、高效節(jié)能。所以，在食品檢測中得到了廣泛的應用。但是它還是存在著一些缺點，如微波萃取技術自動化能力較低、有一定的溶劑殘留、樣品萃取結果不穩(wěn)定等。其次，加熱測定食品中的水分。分析食品的重要內(nèi)容有很多，其中一項就是對水分的測定，而微波技術就能應用于測定食品的水分。微波技術利用加熱烘干法對水分進行測定比較有優(yōu)勢，因為這種方法的測定時間較短，利用這種方法測定水分的含量，必須密切關注一些因素，如食品的質(zhì)量、物質(zhì)的密度和微波爐的使用功率等。測定方法也主要有：透射法、反射渚腔體微擾法等。

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作者簡介：蘇曉琳（1982-）女，黑龍江哈爾濱人，黑龍江民族職業(yè)學院副教授，工學博士學位，從事高校食品工程相關專業(yè)授課等工作。endprint