微波食品殺菌機理： 微（wēi）波是100MHz~100000MHz波段的電磁波，以微波殺菌的溫度場與電磁場（chǎng）相比較，電磁場是細菌致死的主要因素（sù），特別是在較低溫度時。實驗給人們一（yī）種啟示，充分利用變化的電磁場將能獲得（dé）一種（zhǒng）新的（de）、在較低溫（wēn）度下殺菌的手段和技術，開創既能殺菌又能保持食品風味和品質的有效（xiào）殺菌途徑。一般而（ér）言電磁場（chǎng）殺菌是指104~1011Hz頻（pín）率段的電磁（cí）場。電（diàn）磁場在殺菌過程中（zhōng）表（biǎo）現出來的“非熱因素成為細（xì）菌致死的主（zhǔ）導因素“打破了常規加熱殺菌的格局，細菌欲生存而需抗爭的對象改（gǎi）為（wéi）”電磁力“。對於脈（mò）衝電磁場殺菌的機理有（yǒu）多種假說（shuō）。歸納（nà）起來，脈衝電磁場的殺菌機理主要表現在以下兩個方麵 ：電場作用：分子（zǐ）生物學的研（yán）究表明，生物體內的大多數分子和原子是具（jù）有極性（等效電偶極子）和磁性（分子電（diàn）流（liú）模型）的，因此外加電磁場必然會對（duì）生物產生影響或作用。在外加電磁場的作（zuò）用下，電偶極（jí）子和分子電流會隨著（zhe）電磁場的方向取向。在靜（jìng）電磁場（chǎng）中（zhōng），隻是建立一（yī）個（gè）新的狀態；但在時變電磁場中，電偶極子和分子電（diàn）流會隨著電磁場的（de） 變（biàn）化而（ér）振動。顯然，不同強度分布的外加電磁場對不同生物的影響程度是不同的。醫學界在研究中（zhōng）發現細胞體在（zài）電磁場中有異（yì）常表現，典型的表現是對電（diàn）磁波的（de）應答現象。這種生物應答現象發生在遠離平衡狀態，生物體（tǐ）對滿足一定條件的電磁場的（de）響應是非線性的，並表現（xiàn）出頻率特異性和功率特異性。效應的能源有時來自生物係統內部，外部電磁場隻是起到觸發作用。細胞是最基本的生命單元，在細胞中，細胞膜（mó）是研究（jiū）得最多的部分。每個細胞膜內外都有一定的電（diàn）位差，在外加電場的作用下，膜內外的電位差會增大，通（tōng）透性會增加（jiā），細胞發生滲透，繼（jì）續適（shì）度處理，當電磁場（chǎng）達到一定值（E＞E0，H＞H0）時，細（xì）胞膜就發生不可（kě）修複（fù）的破裂這種現象稱為（wéi）電穿孔。同時，由於電磁場是變化的，在極短的時間內，電磁場的頻率、強（qiáng）度都會發生極大的變化，在細胞（bāo）膜上產生振蕩效應。不可逆（nì）的電穿孔和激烈的振（zhèn）蕩效應能（néng）使（shǐ）細（xì）胞破裂，這種破裂導致細胞結構紊亂，從而達到殺死細胞的目的，進而殺死細菌。電離作用：變化電磁場的介電阻斷性對食（shí）品中的（de）微生物具有抑製作用（yòng）。在外加（jiā）電磁場的作用下，食品空間中的帶電料子將產生高速運動，撞擊食品分子，使食品分子分解，產生陰、陽（yáng）離子，同時（shí），電解質電解出陰、陽離子。這些陰、陽離子在強電磁場的作用下極為活躍，穿過本（běn）來就已提高通透性的（de）細（xì）胞（bāo）膜，與（yǔ）微生物內的生命物質如蛋白質、RNA作用，因而阻（zǔ）斷了細胞內正常（cháng）生化反（fǎn）應和新陳代謝的進行。另外，電磁場（chǎng）能夠（gòu）使（shǐ）水（shuǐ）分子的氫氧鍵斷裂，在水（shuǐ）中生成過量的超氧陰離子自由基、過氧化氫及自由質子。而過氧化氫有強烈（liè）的（de）氧化作（zuò）用，作用於生物分子（zǐ），會（huì）破壞DNA，導致細胞死亡。液體介質中電離作用產生的臭氧同樣有強烈的氧化作用，能與細胞內物質發生一係列反應。以上兩種作用的聯合構成了殺死細菌體的主（zhǔ）要因素。
　　微波食品殺菌優（yōu）點：1、時間短、速度快（kuài）：常（cháng）規熱力（lì）殺菌是通過熱傳導、對流或輻射等方式將熱量從食品表麵傳至內部，往往需較（jiào）長（zhǎng）時間，內部才（cái）能達到（dào）殺（shā）菌溫度。微波則利用其（qí）透射作用，以熱效應和非（fēi）熱（rè）效應的共同作用，使物品（pǐn）內（nèi）外（wài）均勻的、迅（xùn）速升溫殺滅細菌。處理時間大大縮短，在強功率密度強度下，甚至（zhì）隻要幾秒～數（shù）十秒即達到滿意效果。
　　2、低溫（wēn）殺菌、保持藥品成份：微波熱效應的快（kuài）速升溫和非熱效應的生化作用，增強了殺菌功（gōng）能。相比常（cháng）規熱力殺菌在比（bǐ）較（jiào）低（dī）溫的（de）溫度、較短的時間內就能獲得滅（miè）蟲殺菌效果，一（yī）般殺菌（jun1）溫度（dù）在75～80℃，處理時間3～5分鍾。微波特有加工方式能保留更多的有效成（chéng）分，保持原有的色（sè）、香、味、形等風味。如采用常規（guī）熱力處理蔬菜保留的維生素Ｃ在46~50％，微（wēi）波處理能達到60`90％；常規加熱豬肝維生（shēng）素Ａ保持在58％，而（ér）微（wēi）波加（jiā）熱則達84％。 3、節約能源（yuán）：微波電磁轉（zhuǎn）換率高，一般在70％以上（shàng），優於（yú）加熱的電熱（rè）效率。加之，微波是直接對食品進行磁熱能量轉換，微波加熱器本身不會（huì）被加熱，因而不存在（zài）額外（wài）的熱功（gōng）耗，所以（yǐ）節能省（shěng）電，相比節電30~50％。
　　4、殺菌均勻徹底：常規熱力殺菌是從物料（liào）表麵開（kāi）始的，通（tōng）過熱（rè）傳導，由表及裏的（de）漸次加熱，內外存在溫差（chà）梯度，造成內外殺菌效（xiào）果不一致，愈厚問題就愈突（tū）出。為保持食品風味，縮短處理時間，就得提高處理溫（wēn）度換取處理時間的縮（suō）短（duǎn），然而這將使食品表麵的色、香、味、形等品質下降。而微波的穿透性，使表麵與內部同時受熱，保證內外均勻殺菌。
　　5、易自動化生產：微波設備操作簡便，沒有熱慣（guàn）性，能根據生產工藝要（yào）求實時調（diào）控。整條生（shēng）產線隻需1~2名操作工（gōng）。
　　6、工藝先進：微波殺菌設備不需要鍋爐、複（fù）雜的管道係統、煤場和運輸車輛等，隻需水、電基本條件即可，對廠（chǎng）房無（wú）特殊要求。投資少（shǎo）、見效快。
　　7、節省占地（dì）麵（miàn）積：微波設備無高溫餘熱，不產生熱輻射，能（néng）改（gǎi）善工作環境；而且設備結構緊湊（còu）、節（jiē）省廠房麵積。
　　食品滅菌（jun1）典型應用：微波殺菌在食品工業中的應用早在（zài）1976年就已開始，據日本某公司統計用於糕點（diǎn）、米麵等（děng）食品殺菌的微波功率容量已占工業微波總（zǒng）量的34％。與此同時，在瑞典、德國、丹麥、意大立等國早已把微波殺菌用於切片麵包的包裝線上，因麵包切片（piàn）在冷卻過程中，會受空氣中黴菌的汙染，從而大大縮短麵包的保存期。瑞典一家公司安裝一台2450MHz的麵包殺菌機，處理4400磅/小時（shí）的麵包片，經微波處理的麵包溫度由20℃上升到80℃，時間僅需1～2分鍾，處理後的麵包片（piàn）保存期由原來的3～4天延長到30～40天。荷蘭的每日食品公司將微波技術用於對盒裝魚、肉、食品進行保（bǎo）鮮處理，產（chǎn）品均勻加熱到72～75℃後，可在0～4℃冷（lěng）藏櫃中（zhōng）保存6星期，保證原（yuán）味不（bú）變，新鮮如初，價格與冷凍（dòng）食品接近。處理量為1500公斤/小時。
　　我國從（cóng）70年代起就（jiù）開始了微波對（duì）中藥材、糧食等各類（lèi）營養食品的殺菌（jun1）保鮮研究和應用。在各種袋盒包裝（zhuāng）食品、天然營（yíng）養（yǎng）品的加（jiā）工過程（chéng）中，為保持各（gè）種營養成分和微生物不（bú）被破壞，通常采用真空冷凍幹燥和鈷60射線殺菌工藝，其缺陷是工藝複雜，生產周期長、設備投資大（dà）、放射性殘留影響使用範圍，且能耗高，效率低（dī）。而微波的（de）穿透性能、不破壞營養（yǎng）成分與低溫殺菌特點，適合此類食品處理。我們用2450MHz 10Kw微波幹燥殺菌機對花粉進行處理。生產實踐表明，比原工藝（yì）加（jiā）工周（zhōu）期短、產品質量（liàng）好、殺菌溫度低、保持營養成分等優點，效率提（tí）高幾十倍，節省（shěng）電力92.5％（每年節電4萬（wàn）度），產品已遠銷香港、新加坡、日本等地，目前該設備還（hái）廣泛應用於人（rén）參、豆奶粉（fěn）、營養衝劑、藥材……等。
　　用20KW微波食品殺（shā）菌機可以對袋包裝熏魚、、雞鴨、肉鬆等熟食（shí）品的殺菌處理，其生（shēng）產能力（lì）為250kg/h，殺菌效果良好。如廣式叉燒經處理後在28℃溫度下，保存期可延長7天。現該類技術已推廣應用到魚製品、豆製品（pǐn）、肉（ròu）製品、醬菜、飲料等生產廠家。溫州某（mǒu）公司采（cǎi）用我公司微波設備生產魚片，不僅加熱幹燥（zào），而（ér）且進行殺菌滅黴。原采（cǎi）用遠紅外線（xiàn）烘烤魚片，每天產量1.5噸，耗電40Kwh，現微（wēi）波隻需用電17Kwh，節能50％以上，魚片更顯酥脆可口。且徹底解（jiě）決了易（yì）黴變問題。四川采用微波設備處理麻（má）油豆幹特產，真空包裝後，在常溫下可保存數十天不變質。牛奶生產過程中，消毒殺菌是最重要（yào）的工藝，傳（chuán）統方法是采用高溫短時巴氏殺菌。其（qí）缺（quē）陷是需要龐大的鍋爐和複雜的管道係統，且能耗（hào）高、煤場（chǎng）占地大、勞動強度高，還會帶來（lái）環（huán）境汙（wū）染等問題。使用微波液體殺菌機，對牛奶進行殺菌消毒，10KW微波功率（lǜ）加工能力（lì）為125～200kg/h，鮮奶在80℃左右處理數分鍾後，雜菌和大（dà）腸肝菌完全達到國家衛生標準（zhǔn）要求，不僅營養成分保持不變，而且經微波作用的脂肪球直徑（jìng）變小，有均質作用，增加（jiā）了乳汗香味，有利於營養成分的吸收。
　　微波應用前景：我公司自九十年代初（chū）開始涉足（zú）微波應（yīng）用整（zhěng）機的（de）研究、生產、開發等工作，是集科研、生產、銷（xiāo）售於（yú）一體的高科技企業。注冊資金人民幣500萬元，固定資產230萬元。現有微波教授級高工1人、高級工程師15人，中級（jí）職稱26人。微波產品（pǐn）的市場占（zhàn）有率列國內本行（háng）業（yè）三甲（jiǎ）之（zhī）內（nèi）。微波食（shí）品滅菌和微波製藥設備技術（shù）領先，並獲多項微波設備製造技術的國家zhuanli。近期我公司通過國際交流，從國外發達（dá）國家引進先進的微波工程設計成套技術，大大提高了我公司微波產品（pǐn）檔次，從而也（yě）帶（dài）動了國內微波工程應用（yòng）技術水平大幅提高。我們現已開發出（chū）與國際（jì）接軌的微波真空幹燥設（shè）備、微（wēi）波滾筒加熱（rè）、幹燥設備、微波中草藥提取設備、口服液滅菌設備。其微波（bō）設備（bèi）製造技術（shù）處於行（háng）業領先地位。目前我公司將發揮技術優勢，願意真誠與食品界有誌（zhì）人士一道緊（jǐn）密合作，開展微波（bō）技（jì）術在食品工業的殺菌、保鮮、加熱、熟化等應用研究，改造我國傳統食品加工工藝。迅速將有廣闊前景的微波應用領域推（tuī）向產業化。