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微波殺菌保鮮的原理

來源:濟(jì)南隆泰鑫達(dá)微波設(shè)備有限公司(原濟(jì)南隆泰微波設(shè)備有限公司)   2024年03月19日 17:09   516

 

微波是指頻率300兆赫至300千兆赫的電磁波,在微波電磁場(chǎng)作用下,介質(zhì)中的極性分子從原來的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為跟隨微波電磁場(chǎng)的交變而排列取向,例如,采用的微波頻率為2450兆赫,就會(huì)出現(xiàn)每秒24億5千萬(wàn)次交變,產(chǎn)生激烈的摩擦而生熱。在這一微觀過程中,微波能量轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)的熱能,使介質(zhì)溫度呈現(xiàn)為宏觀上的升高。
微波具有熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)雙重殺菌的作用。微波熱效應(yīng)殺菌機(jī)理是指:生物細(xì)胞是由水、蛋白質(zhì)、核酸,碳水化合物,脂肪和列機(jī)物等復(fù)雜化合物構(gòu)成的一種凝聚態(tài)介質(zhì)。該介質(zhì)在強(qiáng)微波場(chǎng)的作用下,溫度升高。其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化或破壞,蛋白質(zhì)變性,影響其溶解度、粘度、膨脹性、穩(wěn)定性,從而失去生物活性。
微波非熱效應(yīng)殺菌機(jī)理是指:微波作用能改變生物性排列聚合狀態(tài)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律,而且微波場(chǎng)感應(yīng)的離子流,會(huì)影響細(xì)胞膜附近的電荷分布,導(dǎo)致膜的屏障作用受到損傷,影響NA—K泵的功能,產(chǎn)生膜功能障礙,從而干擾或破壞細(xì)胞的正常新陳代謝功能,導(dǎo)致細(xì)菌生長(zhǎng)抑制、停止或死亡。此外,決定細(xì)胞正常生長(zhǎng)和穩(wěn)定遺傳繁殖的核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)在微波場(chǎng)力的作用下可導(dǎo)致氫鍵松弛、斷裂和重組。誘發(fā)遺傳基因突變或染色體畸變,從而影響其生物活性的改變,延緩或中斷細(xì)胞的穩(wěn)定遺傳和增殖。微波的生物(非熱)效應(yīng)在殺菌中起到了常規(guī)物理殺菌所沒有的特殊作用。
簡(jiǎn)單地說微波殺菌、保鮮是微波熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)共同作用的結(jié)果。微波的熱效應(yīng)主要起快速升溫殺菌作用;而非熱效應(yīng)則使用微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)和生理活性物質(zhì)發(fā)生變異,而喪失活力或死亡。因此,微波殺菌溫度低于常規(guī)方法,一般比較,常規(guī)方法殺菌溫度要在100度以上,時(shí)間要在十幾分鐘至幾十分鐘,而微波殺菌溫度僅在70到90度,時(shí)間約為幾分鐘。 
以下是微波殺菌、保鮮的特點(diǎn):
1、時(shí)間短、速度快:常規(guī)熱力殺菌是通過熱傳導(dǎo)、對(duì)流或輻射等方式將熱量從食品表面?zhèn)髦羶?nèi)部,往往需要較長(zhǎng)的時(shí)間,內(nèi)部才能達(dá)到殺菌溫度。微波則利用其穿透射作用,以熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)的共同作用,使物品內(nèi)外均勻的、迅速升溫殺滅細(xì)菌。處理時(shí)間大大縮短,在強(qiáng)功率密度強(qiáng)度下,甚至只要幾秒~數(shù)十秒即達(dá)到滿意效果。
2、低溫殺菌、保持其營(yíng)養(yǎng)成份:微波熱效應(yīng)的快速升溫和非熱效應(yīng)的生化作用,增強(qiáng)了殺菌功能。相比常規(guī)熱力殺菌在比較低溫的溫度、較短的時(shí)間內(nèi)就能獲得殺菌滅蟲的效果,一般殺菌溫度在75~80℃,處理時(shí)間3~5分鐘。微波*加工方式能保留更多的有效成分。保持原有的色、香、味、形等風(fēng)味。如采用常規(guī)熱力處理蔬菜保留的*在46~50%,微波處理能達(dá)到60~90%;常規(guī)加熱豬肝*保持在58%,而微波加熱則達(dá)84%。
3、節(jié)能:微波熱效率高,一般在80%以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其它加熱方式。加之,微波是直接對(duì)食品(物體)進(jìn)行磁熱能量轉(zhuǎn)換,微波加熱器本身不會(huì)被加熱,因而不存在額外的熱功耗,所以節(jié)能省電,相比節(jié)能30~50%。
4、殺菌均勻*:常規(guī)熱力殺菌是從物料表面開始的,通過熱傳導(dǎo),由表及里漸次加熱,內(nèi)外存在溫差梯度,造成內(nèi)外殺菌效果不一致,愈厚問題就愈突出。為保持食品風(fēng)味,縮短處理時(shí)間,就得提高處理溫度換取處理時(shí)間的縮短,然而這將使食品表面的色、香、味、形等品質(zhì)下降。而微波的穿透性,使表面與內(nèi)部同時(shí)受熱,保證內(nèi)外均勻殺菌。
5、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流水線生產(chǎn):微波設(shè)備操作簡(jiǎn)便,沒有熱慣性,能根據(jù)生產(chǎn)工藝要求實(shí)時(shí)調(diào)控。整條生產(chǎn)線只需1~2名操作工。
6、工藝*:微波殺菌設(shè)備不需要鍋爐、復(fù)雜的管道系統(tǒng)、煤場(chǎng)和運(yùn)輸車輛等,只需水、電基本條件即可,對(duì)廠房無(wú)特殊要求。投資少、見效快。
7、設(shè)備緊湊節(jié)省占地面積:微波設(shè)備無(wú)高溫余熱,不產(chǎn)生熱輻射,能改善工作環(huán)境;而且設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省廠房面積。
8、安全無(wú)害:通常微波能是指在金屬制成的封閉加熱室及波導(dǎo)管內(nèi)傳輸,我公司利用*的設(shè)計(jì),使進(jìn)出料口、觀察窗、爐門等處的微波泄露嚴(yán)格控制在國(guó)家的安全標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)內(nèi)。微波不屬于放射性射線,又無(wú)有害氣體排放,不產(chǎn)生余熱和粉塵污染,既不污染物料,也不污染環(huán)境,是一種十分安全的加熱干燥技術(shù)。微波漏能符合國(guó)家GB 10436—1989標(biāo)準(zhǔn)、符合國(guó)家GB 5226.1-2002電氣安全標(biāo)準(zhǔn)、符合GB 16798—1997食品機(jī)械安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
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