工業微波設備殺菌的原理及其優點

工業微波設備殺菌的原理及其優點

一、概述

    隨著人民生活水平的不斷提高和消費觀念的變化，對食品工業的產品結 構、質量品質、安全衛生等提出了越來越高的要求，特別是各類傳統、方便的袋包裝食品，更是成為當今食品市場的一個消費熱點。但是在這些食品的生產、保存、運輸和銷售過程中極易污染變質，從而失去商業價值。雖然國家食品衛生法對各類食品的衛生指標都作了嚴格規定，但在一般情況下，是很難符合標準的。這不僅大大影響了商品的貨架期，而且對保障人民身體健康也是極為不利的。盡管通常可以采用高溫干燥、燙漂、巴氏滅菌、冷凍以及防腐劑等常規技術來實現對食品的殺蟲滅菌與保鮮。

    但這些設備大都龐大，處理時間長，滅菌不徹底或不易實現自動化生產，同時往往影響食品的原有風味和營養成份。而微波殺蟲滅菌是使食品中的蟲菌等微生物，同時受到微波熱效應與非熱效應的共同作用，使其體內蛋白質和生理活動物質發生變異，而導致微生物體生長發育延緩和死亡，達到食品殺蟲、滅菌、保鮮的目的。

二、微波殺菌保鮮的機理

    微波殺菌、保鮮就是希望將食品經微波能處理后使食品中的菌體、蟲菌等微生物喪失活力或死亡，保證食品在一定保存期內含菌量仍不超過食品衛生法所規定的允許范圍，從而延長其貨架期。

    以下簡述微波殺菌保鮮的可能機制：眾所周知，細菌、成蟲與任何生物細胞一樣，是由水、蛋白質、碳水化合物、脂肪和無機物等復雜化合物構成的一種凝聚介質。其中水是生物細胞的主要成份，含量在75-85%，因為細菌的各種生理活動都必須有水參與才能進行，而細菌的生長繁殖過程，對各種營養物的吸收是通過細胞膜質的擴散、滲透吸收作用來完成的。

    在一定強度微波場的作用下，食品中的蟲類和菌體也會因分子極化馳豫，同時吸收微波能升溫。由于它們是凝聚態介質，分子間的強作用力加劇了微波能向熱能的能態轉化。從而使體內蛋白質同時受到無極性熱運動和極性轉動兩方面的作用，使其空間結構變化或破壞而使其蛋白質變性。蛋白質變性后，其溶解度、粘度、膨脹性、滲透性、穩定性都會發生明顯變化，而失去生物活性。另一方面，微波能的非熱效應在滅菌中起到了常規物理滅菌所沒有的特殊作用，也是贊成細菌死亡原因之一。

    微波殺菌、保鮮是微波熱效應和非熱效應共同作用的結果。微波的熱效應主要起快速升溫殺菌作用；而非熱效應則使用微生物體內蛋白質和生理活性物質發生變異，而喪失活力或死亡。因此，微波殺菌溫度低于常規方法，一般情況下，常規方法殺菌溫度要120℃-130℃,時間約1小時，而微波殺菌溫度僅要70℃-105℃,時間約90-180秒。

三、微波殺菌保鮮的特點

1、時間短、速度快

    常規熱力殺菌是通過熱傳導，對流或輻射等方式將熱量從食品表面傳至內部。要達到殺菌溫度，往往需要較長時間。微波殺菌是微波能與食品及其細菌等微生物直接相互作用，熱效應與非熱效應共同作用，達到快速升溫殺菌作用，處理時間大大縮短，各種物料的殺菌作用一般在3-5分鐘。

2、低溫殺菌保持營養成份和傳統風味

    微波殺菌是通過特殊熱和非熱效應殺菌，與常規熱力殺菌比較，能在比較低的溫度和較短的時間就能獲得所需的消毒殺菌效果。實踐表明，一般殺菌溫度在75-80℃就能達到效果，此外，微波處理食品能保留更多的營養成份和色、香、味、形等風味，且有膨化效果。如常規熱力處理的蔬菜保留的維生素C是46-50%，而微波處理是60-90%，常規加熱豬肝維生素A保持為58%，而微波加熱為84%。

3 、節約能源

    常規熱力殺菌往往在環境及設備上存在熱損失，而微波是直接對食品進行作用處理，因而沒有額外的熱能損耗。此外，其電能到微波能的轉換效率在70-80%，相比而方，一般可節電30-50%。

4、均勻徹底

    常規熱力殺菌是從物料表面開始，然后通過熱傳導傳至內部。存在內外溫差。為了保持食品風味，縮短處理時間，往往食品內部沒有達到足夠溫度而影響殺菌效果。由于微波具有穿透作用，對食品進行整體處理時，表面和內部都同時受到作用，所以消毒殺菌均勻、徹底。

5、便于控制

    微波食品殺菌處理，設備能即開即用，沒有常規熱力殺菌的熱慣性，操作靈活方便，微波功率能從零到額定功率連續可調、傳輸速度從零開始連續調整，便于控制。

6、設備簡單，工藝先進

    與常規消毒殺菌相比，微波殺菌設備，不需要鍋爐，復雜的管道系統，煤場和運輸車輛等，只要具備水、電基本條件即可。

7、改善勞動條件，節省占地面積

    設備的工作環境溫度低、噪音小，極大地改善了勞動條件。整套微波設備的操作人員只需2-3人。廣泛用于木耳、人參、鮮花、蔥姜蒜片。棗片、辣椒、脫水蔬菜、豆制品等制品的熱化、干燥和殺菌，通過微波殺菌和保鮮技術，不但不會破壞物料原有的營養成分，衛生指標完全可低于國家食品衛生標準，完全可以達到食品的出口級標準，同時大大延長食品的貨架期。