微波殺菌工藝

    微波殺菌不同于傳統(tǒng)的加熱殺菌,傳統(tǒng)加熱殺菌主要依靠熱力,從加熱過程來看,熱力由食品表面向里傳遞,其傳遞速率決定于食品的傳熱特性,殺菌時間和所需溫度視被殺菌種而定。因此,殺菌過程中決定了食品表面與其中心溫度存在溫差,以及里層溫度狀態(tài)的滯后性,出現(xiàn)同一食品滅菌的時間差,從而延長了食品整體滅菌所需的時間,微波殺菌時間大大短于傳統(tǒng)加熱殺菌時間,因為微波使食品內(nèi)部和外部同時均勻加熱,它不需要食品達(dá)到殺菌溫度所需的預(yù)熱時間,何況微波殺菌的因素不僅僅是熱力單方面的因素。因此,根據(jù)微波殺菌不同于傳統(tǒng)加熱殺菌的特點,結(jié)合微波殺菌過程中可能帶來的負(fù)面影響,可采用以下殺菌工藝。

    1 微波間歇輻照

    日本赤星教授曾用脈沖式微波輻照食品,取得了較理想的殺菌效果,脈沖式是指短時間產(chǎn)生較強(qiáng)微波電場間歇地作用于食品,使食品吸收微波能量后溫度升高,但由于是瞬間的高能量,食品升溫變化并不大,從而大大提高了殺菌效果,據(jù)赤星的實驗數(shù)據(jù)表明,把常見的大腸桿菌、枯草芽孢桿菌以及曲霉等菌種接種于培養(yǎng)基的懸油液中,用微波頻率為2800MHz ,脈寬1 微秒,脈沖重復(fù)頻率為2000Hz 的強(qiáng)微波脈沖對樣品輻照, 當(dāng)脈沖功率分別為200Kw 和400Kw 時,輻照時間分別為90 秒和60 秒可達(dá)到完全殺菌,此時樣品的溫度分別由17 ℃上升到86 ℃和由22 ℃上升到92 ℃,如果用傳統(tǒng)加熱滅菌方法殺滅枯草芽孢桿菌,一般在濕熱條件下殺菌溫度為100 ℃,需要時間11. 3 分鐘。

    另外,對于香腸作微波間歇輻照,傳統(tǒng)加熱(90 - 95 ℃熱水煮沸4. 5 分鐘) 殺菌與對照組殺菌對比試驗,結(jié)果表明,盡管微波輻照平均功率較低,時間短(370 瓦,160 秒) ,但其殺菌效果好于傳統(tǒng)加熱殺菌法,與對照組相比,有明顯的殺菌效果,樣品的殘菌數(shù)測定方法為常規(guī)檢測。微波間歇輻照法的長處在于能用較高的電場強(qiáng)度短時間內(nèi)達(dá)到殺菌效果,可是高電場強(qiáng)度和功率密度將對微波設(shè)備和被處理物料的耐擊穿性提出更高要求,以及需要精確控制輻照時間等,這些要求都將使微波設(shè)備成本提高。

    2 微波連續(xù)輻照

    為彌補(bǔ)微波間歇輻照的缺陷,可使用較低場強(qiáng),適當(dāng)延長微波輻照時間的連續(xù)性微波輻照殺菌工藝。一般說,隧道式箱型微波設(shè)備的箱體內(nèi)功率密度較低,能適合于上述工藝要求。在物料對溫度及加熱時間(耐熱性) 允許的前提下,適當(dāng)延長輻照時間,將有利于強(qiáng)化殺菌效果,同時,也能使物料加熱狀態(tài)均衡,因此能有足夠的時間借助熱傳導(dǎo)使物料內(nèi)外溫度差異減少,據(jù)測驗,用頻率,功率為連續(xù)可調(diào)的微波設(shè)備,對調(diào)味海帶(塑料復(fù)合袋裝) 、啤酒、醬油(均為玻璃瓶裝) 作殺菌處理,結(jié)果表明:微波加熱器為箱式,調(diào)味海帶經(jīng)微波輻照40 秒至2 分鐘后,大腸桿菌完全被殺滅;啤酒則需2 分30 秒至3 分鐘,醬油則需2 分至2 分50 秒,于傳統(tǒng)加熱殺菌相比,調(diào)味海帶經(jīng)微波輻照2 分鐘的殺菌效果于蒸煮加熱處理30 分鐘的相當(dāng),而醬油經(jīng)微波輻照2 分鐘的殺菌效果將好于水浴加熱4 分鐘的效果,并且經(jīng)對醬油的理化指標(biāo)和還原糖、氨基酸等成分分析,其等級均有所提高。同樣,若微波加熱器為平板式,對調(diào)味海帶等殺菌試驗也取得較好效果。值得指出的是上述連續(xù)微波殺菌的試驗樣品均未添加任何防腐劑。

    3 微波多次快速輻照和冷卻

    這種殺菌工藝的目的,旨在快速地改變微生物的生態(tài)環(huán)境溫度,并且多次進(jìn)行微波輻照殺菌,從而避免讓物料長時間連續(xù)地處于高溫狀態(tài),為保持物料的色、香、味及營養(yǎng)成分提供有利條件,該工藝適合于對溫度敏感的液體殺菌,例如,飲料、米酒的殺菌保鮮。殺菌溫度條件可視不同殺菌對象設(shè)定控制。據(jù)日本橫內(nèi)洋文專利(1990 年) 報告,對日本清酒中乳酸菌殺滅試驗結(jié)果:若乳酸菌濃度為102 個/ ml 數(shù)量級,則經(jīng)1. 5Kw 功率的微波輻照,溫度達(dá)到63 - 65 ℃,多次加熱冷卻微波殺菌時間1 秒,可將上述濃度的乳酸菌全部殺死。