微波技術在我國食品工業中的應用探討

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1、引言

微波(microwave)作為一種高頻電磁波，其頻率通常在300MHz到300GHz之間，波長通常為1×10-4-1m。對于在食品中的應用歷史而言，微波技術可以追溯到20世紀的40年代，之后的20年間發展非常的迅速，而且在世界上的不同國家也得到了廣泛地運用。跟國外的技術相比，我國的微波技術開始的比較晚，但是也取得了一定的成就，卻仍然存在技術比較落后，生產效率偏低，耗費能源較多的缺點。然而，作為一個農業大國，我國的食品工業產值僅僅是農業產值的20.7%，美國是160%，而日本是230%。所以對食品工業中的先進技術進行應用是非常有必要的，這樣微波技術就可以更為廣泛和更好地應用到食品工業領域，使得我國的食品工業可以趕上世界領先水平。

2、微波加熱技術的原理及特點

2.1原理

由于電磁場的功能及作用，在極性分子和非極性分子所構成的材料介質中，極性分子往往會通過電磁力而迅速向電場靠攏，并呈現出一定的排列格局。但通過微波發揮的功效，圍繞電場排列的分子便會以數十億每秒的頻率產生高速運動和變化，這種運動和變化會引起分子之間進行極力而強烈的摩擦，并產生相應的熱量。如此一來，這些電能就會透過微波技術的作用轉化成材料介質里面的熱量，從而達成微波加熱技術的功效。

2.2特點

2.2.1加熱較為均勻對材料進行外部加熱時，材料外部的溫度會愈見增高，從而提高了內外的溫差及加熱速度，隨之而來的是外面焦了里面卻還是生的。對微波技術而言，在對材料進行加熱時，會產生均勻熱量，不論內外的溫度都會一視同仁進行全面的加熱，不會產生上述的外焦里嫩的狀況。

2.2.2加熱速度較快微波加熱相對其他加熱技術從外部進行熱量滲透而言，它屬于內部加熱技術，并能夠將電磁的能量從內部滲透到材料介質上，從而轉化成熱能，透過介質由內向外擴散，不需要任何的熱導能，所以在很多的時間里，微波技術不僅加熱均勻，其加熱速度也較快。

2.2.3具有選擇性加熱的特性對微波加熱技術來說，不同材質的加熱材料，其吸收微波熱能的程度也不同，一般而言，較為干燥的材料更容易加熱，這也說明微波具有選擇性加熱的特性。如水分子往往需要更多的微波熱能來進行加熱，才能達到人們加熱的要求，所以含水量較高的材質對微波熱能的吸收與耗損也比較高。

2.2.4節能高效微波對于聚乙烯、金屬類的反射微波等并不會充分加熱，其吸收微波熱能的效果也比較差。因而，加熱物體往往會放在金屬容易或者玻璃容器當中進行加熱，這樣微波加熱的熱能會集中被加熱容器中的物體所吸收，從而減少了熱能的浪費，達成了加熱功效，這也說明微波加熱技術具有節能高效的特點。

2.2.5加熱潔凈、營養成分高由于微波技術的作用，其中的被加熱物體往往能夠在微波與生物作用的低溫之下進行消毒殺菌，從而保證了食品的味道和營養成分不會流失，其色澤和口感也保持得較好。

3、微波技術在食品工業中的應用

3.1微波技術在食品干燥中的應用

根據微波加熱技術的特點來看，微波在食品干燥中的運用功效非常好，它能夠將被加熱的物品由內向外進行迅速烘干，且烘干速度比一般的加熱技術要快很多。微波技術的干燥性能一般用于普通食品干燥、真空干燥以及冷凍干燥等的加工。盡管微波干燥功能具有加熱均勻、速度高效、清潔力度強等優勢，然而微波技術加熱的耗電量較高，尤其是對含水量高的食品而言，并不夠經濟實惠。所以在實際加工運用當中，微波加熱會與熱空氣干燥、近紅外干燥等技術合作使用，從而達到加熱效果好又經濟實惠的效果。

3.2微波技術在食品殺菌保鮮中的應用

生物體在受到微波輻射后，會產生極其復雜的效應。通常利用微波技術對生物體或者食品進行消毒殺菌時，其溫度會被加熱能迅速提高，從而殺死病菌，讓食品能夠保持其原本的顏色和味道，減少食品的營養成分的流失率。另外，對于含水量較高，微波技術難以達到較好的殺菌效果時，可以用它與其他殺菌技術結合使用，從而達到最優的殺菌效果。

3.3微波萃取技術在食品工業中的應用

目前，微波的萃取技術正逐漸應用到食品加工中的食品添加劑、食品香料、食品營養等各方面的萃取當中。微波萃取技術實際上是對萃取溶劑以及相關的物體材料通過均勻的加熱和高速的加熱達到萃取的目的。另外，在食品分離與檢測技術中，微波萃取功能也應用得較多。尤其在食品分析過程中，需要將待檢測的物質從不同質地的食品中萃取出來，如固體狀或者粘稠狀的食品，然而進行食品分析。

3.4微波技術在食品檢測中的應用

微波消解技術對于食品檢測中的樣品消解具有重要的實用功能，它對于一些含有重金屬的食品檢測工作意義重大。在用微波技術對需要檢測的樣品進行消解時，其消解速度一流，并且消解樣品的結果可以反復實用，具有極高的準確率。特別是對于含有As、Bi、Hg、Se等需要檢測的消解樣品，微波消解技術往往能較好的對其進行消解，所得結果也極為準確，便于人們檢測食品的可用性。

4、總結

微波技術對于食品加工行業的運用領域會更加廣闊，特別是對于在食品加工行業生產中產生的高價值的產品、嚴格的質量要求、導熱系數低、很難用傳統材料過程中解決、微波干燥滅菌技術發揮著重要的作用。在當今追求卓越品質和高質量生活的今天，也要求信息科技的水準能夠滿足人們生活的需要。而微波技術作為新興的領航食品加工技術，其應用前景不可估量。因而，當前微波技術研發者們需要更進一步開拓微波技術在食品加工行業中的運用，讓其能夠既經濟又實惠、無論是加熱效果還是萃取、檢測功能等都能進一步發展和提升。同時，微波技術的提高也有助于微波技術理論課程的開發和完善。由此可以看出，微波技術在食品加工中的加熱效應、食品安全檢測等方面都具有其獨特的優勢所在。這也表明了微波技術的應用前景和未來發展趨勢會更加有利于食品加工的發展和人們生活質量的提高。

作者：劉張虎