30年前,我國原輕工業部部屬的食品發酵工業研究所曾對我國的馬蹄、蘑菇、竹筍罐頭做過微生物活菌接種的實驗,測試得到了安全殺菌強度值,並將實驗結果以部頒文件發布給全國所有食品廠家選用。殺菌規程製定的資料存檔所有關於殺菌規程製定的資料、數據包括評估人員等資料必須建立文檔保存,這對於日後熱力殺菌規程的使用和可能發生殺菌偏差的糾正都有重要意義。
10微波殺菌10微波殺菌微波殺菌是采用頻率在300~300介於無線電波和光波之間的超高頻電磁波(其波長為1~1的電磁波),對食品進行殺菌,因其頻率很高,所以在某些場合稱微波為超高頻。微波殺菌溫度低於常規方法,一般情況下,常規方法殺菌溫度要在100℃以上,時間要在十幾分鍾至幾十分鍾,而微波殺菌時間約為90~180。這是因為微波與生物體及其組成的基本單元———細胞之間相互作用後,生物體的細胞生理活動變化而達到殺菌的效果。
食品是由分子組成,一個分子是中性的,但在分子中有正負兩種離子,且不是對稱分布,分子的這種極性又稱作偶極性。當遇到外電場時,分子即有沿著外電場方向取向排列的趨勢,外電場變換方向時分子會旋轉180°而重新和電場取向排列,因電場不斷變換,分子迅速轉動,由於分子原有的熱運動和相鄰分子間的相互作用,使分子隨外電場變化而擺動的規則運動受到幹擾和阻礙,產生了類似摩擦的效應。例如,采用的微波頻率為2450,就會出現每秒24億5千萬次交變,產生激烈的摩擦而生熱,結果是一部分能量轉化為分子雜亂熱運動的能量,使物料中心溫度升高,而達到殺菌的目的。研究表明:用微波殺菌,細菌致死值在微波電磁場環境下,也同熱力殺菌一樣,呈對數規律線性下降,兩者相比僅是斜率不同,而且非熱效應的殺菌效果要比熱效應大得多,這是微波殺菌的獨特優勢。微波殺菌原理(1)微波熱效應殺菌原理微波殺菌本質上也是熱力殺菌,當食品接受微波照射時引起溫度升高而起到殺菌作用。
讓我們從水說起。水分子是由一個氧原子兩個氫原子構成的,氧原子對電子的吸引力很強,所以水分子中的電子比較集中在氧原子那一邊,相應的氫原子那邊就少一些。整體來看,水分子有一邊帶正電,另一邊帶負電。在化學上,這樣的分子被稱為“極性分子”。在通常的水裏,水分子是雜亂無章地排列的,帶正電負電朝哪個方向都有。當水處在電場中的時候,帶正電的那邊就會轉向電場的負極,帶負電的那邊會轉向電場的正極。這就是所謂的“異性相吸,同性相斥”的基本原理。如果是一個靜止的電場,水分子排好隊是“安靜”的。如果電場在不停地轉,那麼水分子就會跟著轉,試圖和電場保持一致的隊形。如果電場轉得很快,那麼水分子也就轉得很快,就發生了類似摩擦生熱的效應,水的溫度就升高。
電磁波就相當於這樣一種旋轉的電場。微波發生管所發生的電磁波每秒鍾要轉二十幾億次方向,水分子以這樣的速度跟著轉,自然也就“渾身發熱”。食品都含有水,所以食品的溫度在短時間內就急劇升高了。一旦微波停止,旋轉電場消失了,水分子也就安靜下來,整個分子運動恢複平靜。在微波照射的過程中,不僅是水,食品中其他極性分子也都可以被微波加熱。通常的食物中都含有水和其他極性分子,所以在微波作用下可以被迅速加熱。而非極性的分子,比如空氣,以及某些包裝容器,就不會被加熱。我們平常熱完食物後覺得容器也熱了,其實是被高溫的食物給“燙”熱的。
微波對絕大多數非金屬材料能穿透到相對深度,電磁波穿透到介質中去部分能量被消耗轉換為熱能,溫度在較短時間內能達到很高。這種熱效應破壞了微生物中蛋白質等成分,使其變性凝固,使細菌失去營養和生存條件,最終喪失繁殖的功能而死亡。眾所周知,生物細胞是由水、蛋白質、核酸、碳水化合物、脂肪和無機物等複雜化合物構成的一種凝聚態介質。該介質在強微波場的作用下,食品中的蟲類和菌體會因分子極化現象,吸收微波溫度升高,其空間結構發生變化或破壞,蛋白質變性,影響其溶解度、黏度、膨脹性、穩定性,從而失去生物活性。