紫外、紅外及微波在食品加工中的應用和進(jìn)展論文
摘 要: 與其它加工業(yè)相比,食品加工業(yè)有其特殊性,光波輻射包括很多,文章主要綜述了紫外線(xiàn) 代寫(xiě)碩士論文紅外線(xiàn)及微波輻射在食品加工中的殺菌、保鮮、制作和食品性能的改善等方面的應用。
關(guān)鍵詞: 輻射; 食品加工; 殺菌; 保鮮
食品加工工藝,指的是各種食品從原料到成品的全部過(guò)程。它主要包括分離、粉碎、混合、成型、發(fā)酵、熱處理、運輸、包裝等幾大部分。光波輻射是食品電加工中的一類(lèi),本文將光波輻射在食品加工的一些應用作以論述。
按照波長(cháng)不同,電磁輻射可分為不同區域:
γ射線(xiàn)5-140pm x射線(xiàn)10-3-10nm
紫外線(xiàn)10-380nm 可見(jiàn)光區380-780nm
紅外線(xiàn)780nm-1000μm 微波1mm-1m
無(wú)線(xiàn)電波>1m
下面主要討論討論紫外、紅外及微波在食品加工中的應用和進(jìn)展。
一、紫外線(xiàn)輻射
紫外線(xiàn)在食品加工中多應用在殺菌上,也可應用于果蔬的保鮮及對加工食品性能的改善。
1、紫外線(xiàn)殺菌
食品工業(yè)中,紫外線(xiàn)殺菌主要用于三個(gè)領(lǐng)域:表面殺菌、空氣殺菌和液體殺菌。表面殺菌常用于包裝材料的消毒,如在牛乳的生產(chǎn)中,用紫外線(xiàn)對包裝材料消毒,可使其貨架期延長(cháng)到兩周[1]。紫外線(xiàn)也可用于食品表面的消毒,如國外有人證明紫外線(xiàn)輻射可明顯減少新鮮魚(yú)的表面菌群。據報道,面包在出爐后先進(jìn)行紫外線(xiàn)照射可明顯延長(cháng)其貨架期�？諝鈿⒕饕糜谑称芳庸きh(huán)境的消毒,像在果蔬的去皮操作中,用紫外線(xiàn)處理過(guò)的氣流流過(guò)去皮單元,產(chǎn)品質(zhì)量會(huì )顯著(zhù)提高。同樣的技術(shù)也用于孵化室和冷藏室。液體殺菌的應用是利用紫外線(xiàn)處理可有效殺滅水中大部分微生物,并能減少環(huán)境污染。紫外線(xiàn)消毒不改變水的顏色、味道和PH值,在日本,紫外線(xiàn)輻射已用于天然礦泉水的消毒。紫外線(xiàn)可用于果汁的殺菌,但封明仁認為紫外線(xiàn)不宜用于飲料的殺菌[2],此外,紫外線(xiàn)還可用于固體食品物料的殺菌。
2、紫外線(xiàn)用于果蔬保鮮
紫外線(xiàn)在果蔬中的保鮮中也有極大的潛在市場(chǎng)。如蘿卜挖出后,用紫外線(xiàn)處理,可增加蘿卜對霉菌的抵抗能力。新鮮草莓用紫外線(xiàn)處理后可延長(cháng)貨架期4-5天,除紫外線(xiàn)可殺滅其表面微生物外,研究發(fā)現,紫外線(xiàn)處理后果實(shí)的呼吸程度減低,酸度增加,而且經(jīng)處理的果實(shí)硬度也有所提高。
3、紫外線(xiàn)對加工食品性能的改善
紫外線(xiàn)輻射會(huì )對加工食品的性能有所改善,如Rhim研究了紫外線(xiàn)對蛋白膜的影響,發(fā)現紫外線(xiàn)照射小麥谷蛋白、玉米蛋白、雞蛋蛋白和酪蛋白形成蛋白膜后,前三種蛋白的拉伸強度增加,酪蛋白的拉伸強度雖沒(méi)有影響,但減少了可溶性物質(zhì),所以用紫外線(xiàn)輻射可改善蛋白膜的功能。維生素D經(jīng)紫外線(xiàn)照射后會(huì )轉變成維生素D2和D3。張國順等研究發(fā)現使用適當強度的紫外線(xiàn)照射可降低豬肉中脂肪和膽固醇的含量[3],鯖魚(yú)肉糜經(jīng)紫外線(xiàn)處理后其蛋白質(zhì)之間發(fā)生交聯(lián),凝膠強度上升,可顯著(zhù)改變產(chǎn)品的感官質(zhì)量。牛乳、蘑菇經(jīng)紫外線(xiàn)處理后,VD含量得以提高。
二、紅外線(xiàn)輻射
紅外線(xiàn)在食品加工中主要用于食品物料的加熱處理。
普通食品加工所使用的加熱溫度范圍在300-500K,在這一溫度范圍內,黑體輻射能量密度最大波長(cháng)正是在紅外線(xiàn)波長(cháng)范圍內。另外,水中羥基O-H鍵的伸縮振動(dòng)的固有頻率與波長(cháng)為2.7μm的電磁波相同,所以當接受紅外線(xiàn)輻射時(shí),水和其他含有羥基的食物成份與紅外線(xiàn)發(fā)生共振,引起物料溫度上升,從而使物料得以加熱。遠紅外線(xiàn)的波長(cháng)較長(cháng),對物料的穿透性強,且遠紅外線(xiàn)的光子能量級小,一般只產(chǎn)生熱效應,不會(huì )引起物質(zhì)的化學(xué)變化,對食品的營(yíng)養成份和色澤不會(huì )造成影響,因而使用遠紅外熱加工,物料受熱均勻,加工品質(zhì)優(yōu)良。
紅外線(xiàn)在食品加工中可用于點(diǎn)心、肉等的烘烤,烹調食品的保溫,冷藏食品的快速加熱,谷類(lèi)、大豆、咖啡、茶葉等的干燥,油炸食品如魚(yú)、蝦、土豆片等炸制,無(wú)水煮食品的加工,酒、調味品、水果的催熟,肉類(lèi)制品、谷物、面粉的殺菌[4]等。
三、微波輻射
1、微波殺菌
微波殺菌是基于熱效應和非熱生化效應。熱效應是指微波作用于食品,食品表里同時(shí)吸收微波能,溫度升高后使微生物體內的蛋白質(zhì)、核酸等分子改性,從而失去生物活性,使菌體死亡或受到嚴重干擾而無(wú)法繁殖,進(jìn)而達到殺菌的目的。非熱生化效應是指微生物在外電磁場(chǎng)的作用下細胞膜發(fā)生功能障礙,使細胞的正常代謝功能受到干擾破壞,致使細胞的DNA和RNA的分子結構中的氫鍵松馳、斷裂和重新組合,誘發(fā)基因突變、染色體畸變,從而中斷細胞的正常繁殖能力。微波可用于肉類(lèi)、禽制品、水產(chǎn)品、水果、罐頭、奶乳制品、蔬菜制品、谷物等一系列產(chǎn)品的殺菌、滅酶和消毒。還可用于酒類(lèi)、發(fā)酵調味品的催陳[5],綠茶殺毒,蔗糖汁的減色等工藝中[6],它應用于人參、猴頭菌、天麻、花粉等中藥的`干燥和滅菌,能保證產(chǎn)品中具有生理活性物質(zhì)的營(yíng)養成份。在水產(chǎn)品(如蝦)的保鮮中,經(jīng)常采用微波來(lái)鈍化酶以防止酶褐變。
2、微波膨化
微波膨化是利用微波的內部加熱特性,使得物料內部受熱升溫產(chǎn)生大量蒸汽,這些蒸汽往外沖出,形成無(wú)數的微小孔道,使物料組織膨脹、疏松。
利用微波進(jìn)行膨化的例子如:美國的爆玉米花,即采用微波加熱膨化的生產(chǎn)工藝進(jìn)行生產(chǎn);日本已研制出一種微波加熱膨化干燥蛋黃粉的設備。在方便食品的生產(chǎn)中也可采用微波膨化干燥工藝,如面條制作過(guò)程中添加蛋白質(zhì)、膨化劑、發(fā)泡劑、佐料揉合成型,然后用微波膨化干燥,可生產(chǎn)出復水性良好的快速面。
3、微波焙烤
微波焙烤是靠電磁波把能量傳播到物體的內部,它不靠熱傳導作用,比傳統的加熱方法穿透力強,熱慣性小,節能高效。在食品加工中被廣泛應用。
微波焙烤可用于干燥食品,如鄭捷夫研制的微波無(wú)油方便面,復水性強,與油炸方便面相比能較好地保持原有的色、香、味,且能夠減少營(yíng)養成份及維生素的損失,有較長(cháng)的保質(zhì)期[7]。面包焙烤,可使面包品質(zhì)得到很好的改善,使其結構均勻,內芯不粘牙,縮短加工時(shí)間,并延長(cháng)面包的貨架期。微波焙烤產(chǎn)品的營(yíng)養價(jià)值較傳統方法高。
光波輻射在食品加工中的應用越來(lái)越廣,如微波萃取[8],但它也有一定的局限性,如由于微波場(chǎng)具有不均勻性,微波殺菌時(shí)應該注意避免殺菌不足和過(guò)度加熱的問(wèn)題;微波焙烤時(shí)其表面的溫度太低,不足以產(chǎn)生美拉德反應,因此焙烤產(chǎn)品的表面缺少人們所喜愛(ài)的金黃色,為了解決這些問(wèn)題,人們不斷地進(jìn)行探索和研究,它必將促進(jìn)光波輻射在食品加工業(yè)方面的進(jìn)展。
參考文獻:
[1]顧瑞霞.紫外技術(shù)在乳品加工中的應用[J].食品與發(fā)酵工業(yè).1993(1).
[2]封明仁.紫外線(xiàn)燈不宜作飲料滅菌[J].食品科技.1998(5).
[3]張國順.降低肉制品中脂肪、膽因醇含量的研究[J].食品科學(xué).1998(5).
[4]李里特.遠紅外線(xiàn)在食品加工中應用的原理和問(wèn)題[J].食品與發(fā)酵工業(yè).1993(1).
[5]曾新安. 電磁場(chǎng)催陳米酒氫鍵綜合紅外光譜分析[J].食品與發(fā)酵工業(yè).2001.(6).
[6]劉惠霞.微波輻射對蔗糖氧化酶活性抑制作用的研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè).2001.(9).
[7]鄭捷夫.微波加熱干燥方便面新工藝[J].食品科技.1994(3).
[8]李冰.微波輻射強化蔗糖提取過(guò)程及其機理[J].食品與發(fā)酵工業(yè).2000(1).
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