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微波技术在食品加工与检测中的应用

2018.6.29

　　摘要：当前，随着科技的发展，微波技术也随之不断的发展。同时，微波技术广泛应用于各个领域，在现代高技术领域拥有了十分重要的地位。并且，近年来，微波技术得到了较快发展，在食品加工与检测方面得到了广泛的应用，作出了较大贡献。本文将对微波技术在食品加工与检测中应用进行了一定的分析，以明确微波技术在食品加工与检测方面的进展。
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　　关键词：微波技术；食品加工；检测
　　我们现在所讲的微波技术其实是一种高频率的电磁波的总称，它的频率可在300到300000MHZ，微波技术主要还是应用于高温超导材料方面，我国也开展过多种超导微波器件的研究，由于技术性能的特殊原因，它的应用非常的广泛，可应用于化工业、制药业、纺织业、水处理、食品业、烟草业、建材业等，微波的工业设备也很多，有微波干燥设备、微波杀菌设备、微波烧结设备、微波硫化设备和微波水处理设备等。微波技术先进，应用于高新技术领域有快速、节能、清洁等优点，那么，微波技术应用于食品加工业时，到底有什么样的优势呢？从现阶段来看，微波技术实际上是一个新兴的技术，也是一个发展很快的技术，它在食品加工领域的用途非常广泛，也有其重要的优势和特点，微波技术应用在食品加工的加热、杀菌和干燥等方面占据了绝对的优势地位，从而奠定了它在食品加工领域的重要突出地位。
　　一、微波技术概述
　　微波是一种电磁波，它拥有电磁波所有的特性，如反射、投射、干涉、衍射、偏振等，它主要用途是能量传输，有其波动的特性，尤其是微波的产生、传输、放大和辐射等问题，和无线电、交流电都有区别，这种区别是一种系统性的区别，在微波系统中并没有导线的概念，而是通常用到了“场”的概念，所以微波传输的并不是电流，而是一种能量，并采用功率、频率、阻、波来作为微波的测量单位。
　　1.电磁场概念。在研究微波时，必须注重电磁场这个概念，电磁场特性中的高频交变特性也不能忽视，同时，微波和电路在同一数量级上时，它的位相会相对滞后些。
　　2.微波的反射特性。微波是直线传播的，传播时，在遇有金属时，它会形成反射，这一点和光的特性是一样的。
　　3.微波传播的衰减性。微波传输的频率很高，并且微波的传输是向周围空间辐射的，如用普通传输元件传输的话，辐射衰减很快，所以，要想辐射传输衰减缓慢的话，对传输元件的要求很高。
　　4.微波有驻波现象。微波辐射传输过程中，它的入射波和反射波可以叠加，并形成干扰，这就是说，如果微波能不断的在一个理论上足够小的空间里传输辐射的话，这个空间的某一点接受波的均衡度是一样的。所以，在微波设备使用中，可利用多种模式的电磁分布、叠加来改善总电磁场的分布，从而使所在电磁场分布均匀。
　　5.微波能量大小的计算。微波空间能量分布和电磁场能量分布是一样的，其能量数值应与空间内电场强度的平方有关，微波电磁场的能量为空间点电磁能量的总和。
　　6.微波的快速加热原理。微波的传输速度与光速接近，电磁波能量转换时间一般要快于千万分之一秒，也就是说，微波设备内外能量转换的时间非常快速，使设备内的物体热传导也非常迅速，这也是微波能快速加速的技术原理，也是微波技术应用于食品加工业的重要原理之一。
　　二、微波技术在食品加工业的应用及应用原理
　　1.微波技术应用于食品的杀菌保鲜。传统的食品杀菌技术有高温、干燥、冷冻及防腐剂等，但这些传统上的食品杀菌技术都有其不足之处，如：设备陈旧，功能不全、食品处理时间过长、杀菌效果不理想和不能有效实现自动化的生产模式等。同时最主要的是它们的保鲜效果不好，大多都会影响食品的口味和营养成分，而微波杀菌保鲜并不是应用于这些简单的物理方法，而更像是一种生物技术，它是使食品内的微生物体内的蛋白质发生变异，从而延缓微生物的生长和死亡时间，达到杀菌保鲜的作用。微波杀菌还主要应用的是热效应和非热效应理论，微波具有高频特性，它穿透介质，利用变交电场使水、核酸等物质产生取向运动，从而产生摩擦生成热量，使微生物中的蛋白质、核酸分子等因子改变性质或失去活力，从而杀死微生物。
　　2.微波技术应用于催陈。主要是现代酿酒技术就是要在特定的条件下把酒贮存一段时间，时间越长，酒的口感会越好。所以，现在国内有好多技术就是要把新酒经过技术加工处理成“老酒”，这种技术就是老熟催陈技术。微波技术完全能够实现这种技术，原理主要是微波场的特点能把酒中的水分子和乙酸分子重新排列组合，而分子间的空隙变小，使乙酸分子的行动放缓，这样酒味中的辛辣味大大减轻，老熟催陈的速度加大，所以，只要稍微拿微波照射，就可能达到自然老熟三到六个月的效果，微波的这种特性使其能广泛应用于酿酒产业。
　　三、微波技术在食品检测中的应用
　　和食品加工一样，微波技术在食品检测中也得到了广泛的应用。首先，微波萃取技术的应用。这种技术的原理是能将有机溶剂将食品检测样品中的所需要的化合物，从样品中分离出来，它是一个强化的传热、传质的过程。这种技术的优点是设备简单、高效节能。所以，在食品检测中得到了广泛的应用。但是它还是存在着一些缺点，如微波萃取技术自动化能力较低、有一定的溶剂残留、样品萃取结果不稳定等。其次，加热测定食品中的水分。分析食品的重要内容有很多，其中一项就是对水分的测定，而微波技术就能应用于测定食品的水分。微波技术利用加热烘干法对水分进行测定比较有优势，因为这种方法的测定时间较短，利用这种方法测定水分的含量，必须密切关注一些因素，如食品的质量、物质的密度和微波炉的使用功率等。测定方法也主要有：透射法、反射渚腔体微扰法等。