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微波加熱對殺菌對象的效應
傳統的熱力殺菌工藝利用高溫長時間處理殺滅食品中的有害微生物和鈍化酶的活性,同時對食品中的營養成分、風味物質和質地產生不同程度的破壞.按照商業無菌的要求,殺菌溫度要達到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)并保持一定的時間.由于傳統加熱過程的傳熱過程的傳熱方式是對流和傳導,傳熱速度慢,并存在熱力滯后現象,造成食品中部分區域產生過熱現象.雖然高溫瞬時殺菌技術可以減輕熱對食品的不利影響,但目前只適合對液態食品和粉體食品的殺菌.食品生產中,要使加工的固態食品物料達到高溫需要一定時間的升溫過程,導致食品品質損失.而微波加熱的速度是傳統加熱方式的3~5倍,因此可以在保證殺菌效果的同時有效降低產品的質量損耗.尤其在固體和半固體食品中應用微波殺菌的效果可與高溫瞬時殺菌技術相媲美.
微波對微生物的影響除熱力效應外,還存在非熱力效應作用.非熱力效應是指在溫度沒有明顯變化的情況下,細胞所發生的生理、生化和功能上的變化,又稱生物效應.微波加熱過程是交變電磁場對物料中水、蛋白質、核酸等極性分子發生作用,使極性分子產生高速取向運動,相互摩擦,導致內部溫度急劇升高,使微生物細胞內的蛋白質、核酸等分子結構改性或失活,對微生物產生破壞作用.在升溫的同時,微波會使細胞膜破裂和改變脂質體的滲透性,對微生物細胞賴以與外界交換能量和信息的保持其正常生態活動的離子通道產生影響,使微生物細胞出現調節功能嚴重障礙,達到滅菌的目的.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的作用.曾經有人對滅菌過程中是否存在非熱力效應提出疑問,但已有不少實驗結果表明,微波殺菌中確實有非熱力效應存在.但由于無法對非熱力效應對殺菌效果的增強作用進行量化,為保證加工食品的微生物學安全性,在工藝設計過程中通常只考慮熱力效應.
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