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微波加熱對殺菌對象的效應(yīng)
傳統(tǒng)的熱力殺菌工藝?yán)酶邷亻L時(shí)間處理殺滅食品中的有害微生物和鈍化酶的活性,同時(shí)對食品中的營養(yǎng)成分、風(fēng)味物質(zhì)和質(zhì)地產(chǎn)生不同程度的破壞.按照商業(yè)無菌的要求,殺菌溫度要達(dá)到85~100℃(巴氏殺菌,對象為酸性罐頭食品、果汁等)或116~129℃(高溫殺菌,對象為低酸性罐頭食品)并保持一定的時(shí)間.由于傳統(tǒng)加熱過程的傳熱過程的傳熱方式是對流和傳導(dǎo),傳熱速度慢,并存在熱力滯后現(xiàn)象,造成食品中部分區(qū)域產(chǎn)生過熱現(xiàn)象.雖然高溫瞬時(shí)殺菌技術(shù)可以減輕熱對食品的不利影響,但目前只適合對液態(tài)食品和粉體食品的殺菌.食品生產(chǎn)中,要使加工的固態(tài)食品物料達(dá)到高溫需要一定時(shí)間的升溫過程,導(dǎo)致食品品質(zhì)損失.而微波加熱的速度是傳統(tǒng)加熱方式的3~5倍,因此可以在保證殺菌效果的同時(shí)有效降低產(chǎn)品的質(zhì)量損耗.尤其在固體和半固體食品中應(yīng)用微波殺菌的效果可與高溫瞬時(shí)殺菌技術(shù)相媲美.
微波對微生物的影響除熱力效應(yīng)外,還存在非熱力效應(yīng)作用.非熱力效應(yīng)是指在溫度沒有明顯變化的情況下,細(xì)胞所發(fā)生的生理、生化和功能上的變化,又稱生物效應(yīng).微波加熱過程是交變電磁場對物料中水、蛋白質(zhì)、核酸等極性分子發(fā)生作用,使極性分子產(chǎn)生高速取向運(yùn)動,相互摩擦,導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇升高,使微生物細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸等分子結(jié)構(gòu)改性或失活,對微生物產(chǎn)生破壞作用.在升溫的同時(shí),微波會使細(xì)胞膜破裂和改變脂質(zhì)體的滲透性,對微生物細(xì)胞賴以與外界交換能量和信息的保持其正常生態(tài)活動的離子通道產(chǎn)生影響,使微生物細(xì)胞出現(xiàn)調(diào)節(jié)功能嚴(yán)重障礙,達(dá)到滅菌的目的.此外,微波具有選擇加熱的特性,對微生物的作用的作用要大于對微生物生長介質(zhì)的作用.曾經(jīng)有人對滅菌過程中是否存在非熱力效應(yīng)提出疑問,但已有不少實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,微波殺菌中確實(shí)有非熱力效應(yīng)存在.但由于無法對非熱力效應(yīng)對殺菌效果的增強(qiáng)作用進(jìn)行量化,為保證加工食品的微生物學(xué)安全性,在工藝設(shè)計(jì)過程中通常只考慮熱力效應(yīng).
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