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微波加热对杀菌对象的效应
传统的热力杀菌工艺利用高温长时间处理杀灭食品中的有害微生物和钝化酶的活性,同时对食品中的营养成分、风味物质和质地产生不同程度的破坏.按照商业无菌的要求,杀菌温度要达到85~100℃(巴氏杀菌,对象为酸性罐头食品、果汁等)或116~129℃(高温杀菌,对象为低酸性罐头食品)并保持一定的时间.由于传统加热过程的传热过程的传热方式是对流和传导,传热速度慢,并存在热力滞后现象,造成食品中部分区域产生过热现象.虽然高温瞬时杀菌技术可以减轻热对食品的不利影响,但目前只适合对液态食品和粉体食品的杀菌.食品生产中,要使加工的固态食品物料达到高温需要一定时间的升温过程,导致食品品质损失.而微波加热的速度是传统加热方式的3~5倍,因此可以在保证杀菌效果的同时有效降低产品的质量损耗.尤其在固体和半固体食品中应用微波杀菌的效果可与高温瞬时杀菌技术相媲美.
微波对微生物的影响除热力效应外,还存在非热力效应作用.非热力效应是指在温度没有明显变化的情况下,细胞所发生的生理、生化和功能上的变化,又称生物效应.微波加热过程是交变电磁场对物料中水、蛋白质、核酸等极性分子发生作用,使极性分子产生高速取向运动,相互摩擦,导致内部温度急剧升高,使微生物细胞内的蛋白质、核酸等分子结构改性或失活,对微生物产生破坏作用.在升温的同时,微波会使细胞膜破裂和改变脂质体的渗透性,对微生物细胞赖以与外界交换能量和信息的保持其正常生态活动的离子通道产生影响,使微生物细胞出现调节功能严重障碍,达到灭菌的目的.此外,微波具有选择加热的特性,对微生物的作用的作用要大于对微生物生长介质的作用.曾经有人对灭菌过程中是否存在非热力效应提出疑问,但已有不少实验结果表明,微波杀菌中确实有非热力效应存在.但由于无法对非热力效应对杀菌效果的增强作用进行量化,为保证加工食品的微生物学安全性,在工艺设计过程中通常只考虑热力效应.
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