微波殺菌地機(jī)理分析

微波殺菌是微波加熱技術(shù)功能的延伸，表現(xiàn)為微波與生物體及其組成的基本單元――細(xì)胞之間相互作用后，生物體的細(xì)胞生理活動(dòng)變化和反映。

與食品等行業(yè)的巴氏加熱殺菌法比較，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明微波有以下顯著特點(diǎn)：

1） 同樣殺菌溫度下，所需殺菌時(shí)間短；在相同殺菌條件下，菌致死的溫度比較低。

2） 能同時(shí)對(duì)被殺菌物料表里實(shí)施整體殺菌。極大地縮短殺菌周期，并保證殺菌工藝地一致性。

一、微波殺菌地機(jī)理分析

微波對(duì)生物體作用地結(jié)果，生物體作為極性介質(zhì)吸收微波能量后產(chǎn)生兩種效應(yīng)：熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)（也稱生物效應(yīng)）。微波對(duì)生物體地?zé)嵝?yīng)是生物體的蛋白質(zhì)產(chǎn)生熱變性而凝固（》50℃）的現(xiàn)象。其后果對(duì)于細(xì)菌來(lái)說(shuō)將致死，這是巴氏殺菌的理論基礎(chǔ)。就微波對(duì)生物體的熱效應(yīng)而言，這一點(diǎn)與巴氏殺菌效果是相同的。但微波輻射對(duì)生物體的影響遠(yuǎn)不止于此。

1） 微波殺菌的物理環(huán)境

微波輻射對(duì)生物體相互作用具有雙向性，如果微波劑量超過(guò)生物體耐熱闕值，都將對(duì)生物體造成傷害。但如果低于闕值，微波輻射對(duì)生物體的生理活動(dòng)卻能起到激活、催化作用。

微波殺菌的物理環(huán)境有兩個(gè)；一是熱力的溫度場(chǎng)，另一為電磁力的、頻率很高的電磁場(chǎng)。是兩種物理場(chǎng)對(duì)微生物作用，其中以電磁力場(chǎng)殺菌為主導(dǎo)作用。

2） 微波殺菌的工藝特點(diǎn)

● 物料各部位殺菌的同時(shí)性

能對(duì)物料的表面和內(nèi)部進(jìn)行同時(shí)的殺菌。物料各部位殺菌的同時(shí)性，為縮短總殺菌時(shí)間，提高殺菌質(zhì)量提供了有利條件，能避免因長(zhǎng)時(shí)間加熱殺菌影響食品品質(zhì)、口感等。

● 殺菌時(shí)間上的同時(shí)性

能保證對(duì)物料殺菌工藝條件實(shí)施一致，無(wú)前后滯后，故此失彼。

二、工業(yè)微波殺菌設(shè)備的相關(guān)問(wèn)題

1. 微波殺菌與物料包裝工序的的先后關(guān)系

需要微波殺菌的物料，分液態(tài)和固態(tài)兩種。由于微波能透射物料內(nèi)部，因此，無(wú)論物料是液態(tài)或固態(tài)都可以連同容器一起進(jìn)入微波加熱殺菌區(qū)域得到殺菌處理。當(dāng)然，前提是物料的容器不能是金屬質(zhì)地的。

液體殺菌一般微波殺菌方法以物料包裝與否，分為包裝前和包裝后殺菌兩種。先灌裝后殺菌方式，技術(shù)改造投資少。但先灌裝后殺菌處理時(shí)，液料與容器同時(shí)受熱，不可避免的會(huì)增加能耗，并且對(duì)封閉后的容器耐壓強(qiáng)度提出要求。但如采用先殺菌后灌裝方式，雖然節(jié)約能耗，但需有與之配套的無(wú)菌灌裝技術(shù)和設(shè)備，以及容器獨(dú)立清洗和殺菌等設(shè)備。

固體殺菌一般以軟包裝材料包裝后殺菌為宜。因?yàn)橥瑫r(shí)殺菌，可有效避免細(xì)菌的再次污染。在常規(guī)加熱殺菌操作中，真空包裝殺菌可分為三種：真空狀態(tài)下的加熱殺菌；完全熟煮制品真空包裝后加熱殺菌；熟煮制品趁熱真空包裝。他們都可達(dá)到延長(zhǎng)制品的貨價(jià)期，其貨價(jià)器的長(zhǎng)短取決于熟煮制品的熱處理程度、PH值、水分活度、鹽度以及添加劑的數(shù)量爾定。為此，加工業(yè)者往往多加防腐劑以求延長(zhǎng)貨價(jià)期。

2. 工業(yè)微波設(shè)備用于殺菌裝置結(jié)構(gòu)

一般分為隧道式和爐式以及管道式，固體殺菌選用爐式設(shè)備，在需要流水線形式提高產(chǎn)量及實(shí)現(xiàn)制品的連續(xù)性時(shí)考慮選擇隧道式；液體殺菌選用管道式，將液體送入反應(yīng)腔體輻射實(shí)現(xiàn)的。