1、微波技术在食品工业中的应用及研究进展朱妞（咸阳职业技术学院 生化工程系 ，陕西 咸阳）摘要 ：文章介绍了微波的基本原理 、特点以及微波技术在食品工业中的应用 ，并阐述了微波技术的研究进展 。关键词 ：微波 ；食品工业 ；应用 ；进展中图分类号 ： 文献标识码 ： 文章编号 ：（） （ ， ，）： ， ：； ；微波是指波长范围的电磁波 ，可以产生高频电磁场 ，介质材料中的极性分子在电磁场中随着电磁场的频率不断改变极性取向 ，使分子来回振动 ，产生摩擦热 。微波的传统应用主要在雷达 、通讯等方面 ，而近代应用中又将它扩展为一种新能源 ，在工农业上用作加热 、干燥 ；在化学工业中催化化学反应 ；在科
2、研中激发等离子体等 。近年来微波作为一种能源新技术迅速发展 ，广泛应用于食品工业中 。主要是用于食品的干燥与加热 、解冻 、消毒与灭菌等领域 ，现在微波技术又发展成为一种新的手段 ，广泛应用于食品加工 、研究 、分析等各个领域 。因此全面地了解微波的基本原理以及在食品工业中的应用 、并了解微波技术的研究进展具有重要的意义，。 微波的基本原理通常 ，一些介质材料由极性分子和非极性分子组成 ，在微波电磁场作用下 ，极性分子从原来的热运动状态转向依照电磁场的方向交变而排列取向 。产生类似摩擦热 ，在这一微观过程中交变电磁场的能量转化为介质内的热能 ，使介质温度出现宏观上的升高 ，这就是对微波加热最通
3、俗的解释 。由此可见微波加热是介质材料自身损耗电磁场能量而发热 。对于金属材料 ，电磁场不能透入内部而是被反射出来 ，所以金属材料不能吸收微波 。水是吸收微波最好的介质 ，所以凡含水的物质必定吸收微波 。有一部份介质虽然是非极性分子组成 ，但也能在不同程度上吸收微波。微波加热的特点 加热速度快常规加热如火焰 、热风 、电热 、蒸汽等 ，都是利用热传导的原理将热量从被加热物外部传入内部 ，逐步使物体中心温度升高 ，称之为外部加热 。要使中心部位达到所需的温度 ，需要一定的时间 ，导热性较差的物体所需的时间就更长 。微波加热是使被加热物本身成为发热体 ，称之为内部加热方式 ，不需要热传导的过程 ，
4、内外同时加热 ，因此能在短时间内达到加热效果 。收稿日期 ：作者简介 ：朱妞 （），女 ，湖南邵阳人 ，硕士 ，教师 ，研究方向 ：食品保藏与加工 。专论综述年第 期总第 卷中 国 调 味 品 均匀加热常规加热 ，为提高加热速度 ，就需要升高加热温度 ，容易产生外焦内生现象 。微波加热时 ，物体各部位通常都能均匀渗透电磁波 ，产生热量 ，因此均匀性大大改善 。 节能高效在微波加热中 ，微波能只能被加热物体吸收而生热 ，加热室内的空气与相应的容器都不会发热 ，所以热效率极高 ，生产环境也明显改善 。 易于控制微波加热的热惯性极小 。若配用微机控制 ，则特别适宜于加热过程加热工艺的自动化控制 。
5、低温杀菌无污染微波能自身不会对食品污染 ，微波的热效应双重杀菌作用又能在较低的温度下杀死细菌 ，这就提供了一种能够较多保持食品营养成份的加热杀菌方法 。 选择性加热微波对不同性质的物料有不同的作用 ，这一点对干燥作业有利 。因为水分子对微波的吸收最好 ，所以含水量高的部位 ，吸收微波功率多于含水量较低的部位这就是选择加热的特点 。烘干木材 、纸张等产品时 ，利用这一特点可以做到均匀加热和均匀干燥 。值得注意的是有些物质当温度愈高 、吸收性愈好 ，造成恶性循环 ，出现局部温度急剧上升造成过干 ，甚至炭化 ，对这类物质进行微波加热时 ，要注意制定合理的加热工艺 。 安全无害在微波加热 、干燥中 ，
6、无废水 、废气 、废物产生 ，也无辐射遗留物存在 ，其微波泄漏也确保大大低于国家制定的安全标准 ，是一种十分安全无害的高新技术 。 微波技术在食品工业中的应用正是由于微波的以上特点 ，微波技术现在已经广泛地应用于食品工业领域 ，主要是用于食品的干燥与加热 、解冻 、消毒与灭菌等领域 ，现在微波技术又发展成为一种新的手段 ，广泛应用于食品加工 、研究 、分析等各个领域 。现综述微波技术在食品工业领域中的主要应用 。 微波技术在食品干燥中的应用由于上述微波加热的特点 ，微波广泛应用于食品的干燥 ，水分由内层向外层的迁移速度很快 ，干燥速度比一般的干燥速度快得多 ，尤其是在物料的后续干燥阶段 。主要
7、包括 ：一般的食品微波干燥 、食品微波真空干燥 、食品微波冷冻干燥 。微波干燥食品的主要优点是干燥速度快 ，时间短 ，产品均匀受热 ，品质好 ，同时也具有节能 、卫生条件好等优点 。但是微波干燥设备投资大 ，耗电量大 ，对于含水量高的物料从经济上考虑效益不是很好 。因此在实际应用中 ，微波加热干燥经常与其它干燥方法如热空气干燥 、油炸 、近红外干燥技术相结合 ，微波干燥往往用于食品的后续干燥阶段 。 微波技术在食品杀菌保鲜中的应用微波与生物体的相互作用是一个极其复杂的过程 ，是生物体受到微波辐射时吸收微波后所产生的综合生物效应的结果 。其基本原理包括热效应和非热效应两个方面 。由于应用微波杀菌
8、时 ，食品整体升温迅速 ，所需杀菌时间较短 ，食品的色 、香 、味和营养成分损失小 。微波加热与常规热力杀菌相结合 ，可以充分发挥种杀菌方式的优点 ，缩短常规热力杀菌时间 ，同时也可以避免有些成分复杂 、水分含量不均匀的食品在微波杀菌时的加热不均匀 。 微波萃取技术在食品工业中的应用微波萃取的本质实际上是微波对萃取溶剂及物料的加热作用 ，它能够穿透萃取溶剂和物料使整个系统更加均匀地加热 。此外 ，微波所产生的电磁场可加速萃取溶剂界面的扩散速率 。近年来 ，微波萃取技术被广泛应用于食品中 ，如对于食品营养成分 、食品香料及风味物质 、天然食品添加剂等的萃取 。此外 ，微波萃取也被应用食品分析中
9、。在食品成分分离和检测技术中往往需要将目标产物或待测物质从固体或黏稠状食品（或食品原料 ）中萃取出来。 微波技术在食品检测中的应用样品的消解是食品分析中对于重金属等一些成分监测工作的前提 ，它对整个分析工作往往会产生决定性的影响 。微波消解技术是近年来发展起来的一种样品处理方法 。使用微波消解处理样品 ，不仅可以提高分析测试速度 ，同时可以使多次测定所得结果具有很年第 期总第 卷中 国 调 味 品 专论综述好的重复性 。尤其是对于含有易挥发元素 （如；等 ）的样品 ，经微波消解后进行测定 ，可获得很好的精密度与准确度。 微波技术在焙烤与膨化中的应用面包生产中利用微波醒发面团 ，可以缩短醒发时间
10、 。微波焙烤可使面包具有良好的组织形态 ，但面包上色不够 ，须结合传统加热使表面褐变 ，或采用特殊的容器或包材 ，或采用易发生褐变反应的添加剂生产面包 。鲍家俊 （）将微波成功用于熏肉 、肉饼和家禽的加工 ，可有效降低成本 、提高生产率 。法国雀巢公司用，的微波设备焙烤可可豆 ，焙烤时间比热空气焙烤缩短一半以上 ，生产能力达到。日本研制的一种微波膨化干燥蛋黄粉的设备 ，使用只、的磁控管 ，日产量达。世纪年代和年代 ，美国的 等研究利用微波技术干燥土豆片和苹果片 ，开创了微波膨化食品的先河 。目前 ，采用真空微波技术果蔬进行脱水膨化处理 ，在某种情况卜会产生类似煎炸膨化产品的质地 。如李志远用真
11、空微波处理原含水量为的马铃薯 ，能得到较高的膨化效果 。 微波技术在食品解冻方面的应用传统的解冻作业有以下几个缺点 ：时间长 ；占地面积大 ；失水率较高 ；表面易氧化 ；易变色 ；消耗大量清洁水 。由于微波加热的特性 ，使得微波加热解冻可以完全或部分地克服上述缺点 。自然解冻是失水率最小的方法 ，但微波解冻与自然解冻相比 ，微波解冻比自然解冻快得多 ，而失水率两者基本上处于同一水平 。工业上用微波加热解冻的食品有 ：肉 、肉制品 、水产品 、水果和水果制品 。家用微波炉用于冷冻食品的解冻极为方便和快捷 ，并被大多数家庭所采用。 微波真空浓缩技术在食品工业中的应用蒸发浓缩是果汁等加工生产中的重要
12、单元操作 ，果汁是热敏性物料 ，为了保存产品风味和减少维生素等损失 ，必须在较低温度下快速蒸发浓缩 。微波真空浓缩完全可以创造常温下快速浓缩 ，可保持果汁原有的色香味和营养成份 ，这对果汁 、酶制剂等的浓缩生产具有非常重要的意义 。 微波技术在其它方面的应用微波技术在食品调温 ，果蔬热烫 ，大豆脱腥 ，茶叶杀青 ，食品添加剂的合成 ，果蔬汁的微波真空浓缩 ，粮食的储藏 ，洒类 、发酵制品和巧克力的成熟和陈化等方面亦有良好的应用 。根据各种酶类失活温度的不同 ，用微波控制温度 ，使有损于食品风味的酶失活 。 微波技术的研究进展微波作为一种重要的能源 ，在食品行业中的应用越来越广泛 。传统的应用如
13、微波干燥 、杀菌和保鲜 、焙烤 、解冻等的发展日渐成熟 ，成为食品行业的重要的技术方法 。在科技日益发展的今天 ，微波技术作为食品分析 、检测 、提取等领域的新的方法 ，新的研究手段 ，发挥了重要的作用 ，同样也取得巨大的进步 。 微波无损检测技术微波是介于红外线与无线电波之间的电磁辐射 ，由于它的波长短 、频带宽 ，以及它与物质的相互作用 ，由此发展成为微波无损检测技术 。微波无损检测不仅保证产品的质量符合标准 ，而且可以减少和避免不必要的经济损失 ，因此在我国微波无损检测能得以发展 ，在产品可靠性方面已经产生良好效益 。展望微波无损检测发展前景 ，新成果 、新装置将不断涌现 。可以预计 ，
14、微波无损检测的推广和普及工作将会有一个新浪潮。 脉冲微波技术传统微波杀菌主要是利用微波的热效应 ，而使用脉冲微波杀菌主要是利用非热效应 ，脉冲微波的非热效应是生物电磁学一个最新的研究领域 。脉冲微波杀菌技术能在较低的温度 、较少的温升条件下对食品进行杀菌 ，对热敏性物料来说具有其他方法不可比拟的优势 ，因此 ，对脉冲微波杀菌技术进行研究 ，充分利用其非热效应在食品加工中具有十分广阔的应用前景。 微波辅助萃取技术微波萃取不仅萃取效率高 、产品纯度高 、能耗小 、操作费用少 ，且符合环境保护要求 ，可广泛用于中草药 、香料 、食品和化妆品等领域 。在天然产物的提取方而 ，自等最早利用微波萃取法提取
15、了鹰爪豆生物碱后 ，该技术己成为天然产物提取的有力工具 。提取的成分涉及生物碱类 、蒽醌类 、黄酮类 、皂苷类 、多糖 、挥发油 、色素等 。现在的研究不仅注重于进一步探专论综述年第 期总第 卷中 国 调 味 品 讨微波萃取的机理 ，更注重于开发微波萃取新技术和其它技术联用 。现在已经有微波萃取与液体样品顶空萃取结合的报道，也有文献报道了用微波萃取代替固液萃取中的溶剂洗脱的研究 ，提出了固相萃取微波萃取联用技术。如果用类似联用仪器分析天然植物中的化学成分及药物特别是中药中的有效成分 ，将大大简化样品成分提取的前处理过程 ，提高分析效率 ，扩大样品适用范围 。 微波膨化技术微波膨化技术作为一种新
16、型食品生产技术逐步在食品工业特别是休闲膨化小食品生产中得到广泛应用 。微波膨化是微波能量到达物料深层转换成热能 ，将使物料深层水分迅速蒸发形成较高的内部蒸汽压力条件 ，迫使物料膨化利用微波膨化技术加工食品能最大限度的保存食品原有的营养成分 ，加工时间短 ，膨化 、干燥 、杀菌工艺同时完成。微波膨化产品可以克服传统膨化产品油炸加工含油量高的缺点 ，能完整地保存原有的各种营养成分 ，将是膨化食品的一个重要发展方向 。在今后微波膨化技术的研究中 ，如何解决食品膨化后易回潮发软问题 ，改善微波膨化产品的色泽 ，进一步进行微波膨化理论和应用技术的研究 ，拓宽微波膨化原料的来源 ，开发新型的膨化设备和技术
17、将是微波膨化技术发展的重点和难点 。 微波消解技术现代食品分析对灵敏度 、精密度 、微量 、痕量 、价态 、形态及多元素分析提出了更高的要求 。在微波技术中 ，样品的消解 、干燥 、萃取 、蛋白水解等方法 ，国外已采 用 计 算 机 智 能 化 ；微 波 蛋 白 水 解 技 术 可 以 和法联用 ，实现多组份同时测定和连测 。由于在密闭高压容器中 ，可快速将萃取液瞬间加热到其常压沸点以上 ，提高溶剂沸点 ，又不至于分解待测萃取物 ，提高萃取回收率和效率 ，从而大大提高了现代 法的精度和效率 。也正因为采用密闭高压容器的技术 ，显著地促进酸混合物加热消化过程 ，增进光谱分析效率 ，这些都展示了微
18、波技术在食品分析中进一步应用的广阔前景。 微波技术在食品行业中的应用前景微波技术作为一种现代高新技术在食品中的应用将越来越广泛 。微波技术在很大程度上促进食品工业的发展 ，尤其对于产品价值高 ，质量要求严 ，热传导率低 ，用传统工艺难以解决的物料 ，微波干燥和杀菌技术发挥重要作用 。目前 ，我国食品工业中有许多从事微波技术研究和应用的科研 、生产单位 ，每年都有新技术 、新工艺投入使用 。微波技术在不断完自身技术与设备的同时 ，应该与其他干燥技术 ，如热风干燥 、真空干燥 、冷冻干燥 、远红外线干燥等技术相结合 ，向更深 、更广的方向发展 。随着科技的发展和社会的需求 ，人们更加关注节能 、有
19、效的食品高新技术 ，微波技术在食品工业上的应用是科学发展与人类社会进步的必然产物 ，目前在国内外已发展成为一项极有前途的新技术 。通过微波工业与食品工业技术人员的共同努力 ，进一步完善微波食品加工理论 ，开发新型微波加工设备 ，建立微波食品加工工艺 ，微波技术在食品加工中的应用将日趋深入与广泛 。食品加工的生产效率 、工艺水平和食品质量与安全性将会得到进一步提高 。因此 ，微波技术以其独特的加热特点 ，在食品工业中的应用前景将十分广阔 。参考文献 ：牛广财微波技术在食品工业中的应用延边大学农学学报 ，（）：高福成现代食品工程高新技术北京：中国轻工业出版社 ，邓辉 ，张根林微波技术在食品加工中的
20、应用农产品加工 ，（）：陈启和 ，何国庆微波技术在食品中的应用和食品杀菌研究进展 粮油加工与食品机械 ，（）：白雪 莲 ，章 华 伟微波萃取技术及其在食品化学中的应用 食品工业科技 ，（）：洪紫坚应用微波消化技术测定食品中的钙含量海峡药学 ，（）：郝亚勤 ，高愿军微波技术在食品工业中的应用及前景山西食品工业 ，（）：（下转第页）年第 期总第 卷中 国 调 味 品 专论综述在鸡精的生产过程中 ，添加鸡粉必然会增加生产成本 ，所以市场上会存在不含有鸡源性成分的鸡精产品 。现行的行业标准中未对鸡精中鸡源性成分给予明确的检测方法 ，势必造成某些商家为了降低成本 ，而不顾及消费者的利益 ，导致市场混乱
21、。目前 ，食品中动物源性成分的检测工作还相对较少 ，张舒亚等建立了食品中鱼源性成分的检测方法和鸡精调味料中鸡源性成分真实性鉴别研究 ，其利用的方法检测食品中鱼源性成分和鸡精中鸡源性成分 ，但检测灵敏度相对于荧光方法较高，；北京检验检疫局承担的国家质检总局科技计划项目食品中动物源性成分种类识别技术研究 已通过鉴定 ，该项目利用限制性酶切末端片段长度多态性技术（），融合先进的具有高灵敏度的荧光标记技术和高分辨率的毛细管电泳技术 ，在我国率先建立了包括猪 、狗 、牛 、水牛 、山羊 、绵羊 、马 、鸡 、火鸡 、鼠 、三文鱼 、鲟鱼 、鹿等种食源性动物种类的鉴定方法 ，该方法对于技术要求相对较高 。
22、荧光具有高效 、灵敏度高 、实时监测等优点 ，检测方法一经建立 ，对于人员技术水平的要求就相对较低 ，符合市场推广的要求 。另外 ，食品中成分复杂 ，对于反应和荧光反应的干扰因子较多 ，建立高效的食品中动物源性成分基因组提取方法是影响整个检测工作的重点 ，有针对性的按照食品脂肪和蛋白含量增加相应的抽提步骤会大大提高基因组的提取效率，。同时 ，由于基因组提取过程中 ，取样量相对较少 ，食品中动物源性成分不均匀 ，应取相对较多的份数在沉淀溶解的步骤之前将其混合 ，这样既保证了基因组的提取总量 ，又避免了假阴性结果的出现，。参考文献 ：周雪松 ，赵谋明我国鸡精行业现状与研究发展趋势中国调味品 ，（）
23、：斯波鸡精如何才能达到行业标准中国调味品，（）： 鸡粉调味料张舒亚 ，金丽琴 ，蒋剑琼 ，等食品中鱼源性成分 的检测方法 食品与发酵工业 ，（）：张舒亚 ，李艳 ，潘良文鸡精调味料中鸡源性成分真实性鉴别研究 中国调味品 ，（）：罗家琴 ，王加启 ，卜登攀饲料中牛、羊 、猪 、鸡源性成分的检测方法及其应用中国农业科学，（）李林 ，陈继明 ，王志亮 和常规 方法快速鉴定肉骨粉中的牛源性成份 中国预防兽医学报 ，（） ， ，；：。 ， ， ， ，（）：（上接第页）周在杞微波检测技术研究进展无损探伤，（）：李清明微波杀菌技术研究进展食品与发酵工业，（）：谢明永 ，陈奕微波辅助萃取技术研究进展食品与生物技术学报 ，（）： ， ， ，（）： ， ， ， ，（）：李清明食品微波膨化技术研究进展食品与包装机械 ，（）：李文最在食品分析中的应用与进展中国卫生检验杂志 ，（）：年第 期总第 卷中 国 调 味 品 专论综述
