試析微波的殺蟲滅菌作用及其在食品加工保鮮中的應用

摘要：微波加工工藝具有高效、清潔，且不改變食物原有品質和口感等優勢特征，在食品加工保鮮領域被大力推崇。本文首先簡要介紹了微波殺菌的機理和特點，并結合現階段此類工藝在食品加工保鮮領域的實際應用展開探討，旨在為業內人士提供有價值的參考意見。

關鍵詞：微波加工工藝；食品加工保鮮；微波殺菌

1簡述微波殺菌科學原理

早在上世紀三十年代，微波殺菌理念就已經被正式提出，并擁有了關于利用微波電場殺滅微生物的相關社會實踐報道。現階段，有大量的文獻資料證實，微波可以借助熱效應及一系列連鎖反應徹底殺滅細菌。

1.1熱效應反應機理

將食品擱置在微波磁場中，借助其電磁場作用，可以重新規則排序原有食品所攜帶的無序偶極子，進而在異性相吸的原理下，使食物的正負極與電磁場的正負極相對應。簡單來說，隨著電場極性的改變，食品的偶極子也將隨之發生變化。且電場極性的變化速率與偶極子的變化速率呈正比例關系。在快速轉變過程中，分子間的微觀摩擦會產生一定的熱能。而微波的頻率越高，分子的摩擦越劇烈，進而向被處理的食品傳遞大量的熱能，最終消滅寄生在其中的微小細菌。

1.2非熱效應反應機理

根據最新研究證實，在進行微波殺菌處理過程中，除了上述的熱效應以外，還有與其作用機理完全不同的生物效應，二者的協同運作，能夠進一步增強實際殺菌效果。

1）在微波場內，蛋白質在高溫環境中會發生結構突變，從而加快微生物的死亡速率，達到實際殺菌的效果；

2）根據醫學臨床實踐研究報告可知，微波可干擾DNA的正常復制等一系列活動，進而抑制微生物的繁殖；

3）食品中的酶類物質在微波場中有助于分解微生物；

4）從細胞生物學角度來說，微波場高速的極性變化條件能夠損毀微生物的細胞壁，阻礙再生。

2簡要概括微波殺菌的具體特征

2.1高效性

常規的食品殺菌主要依靠熱力傳導等方式，將熱能高效傳遞到食品表層，但整個過程時間成本較高，且溫度條件難以完全抑制微生物再生。微波則通過透射作用，確保食品均勻受熱，并持續升溫，進而將細菌徹底殺滅。該方法具有處理效率高，清潔無污染的特點。

2.2低溫殺菌，不破壞食品成分

在熱效應與生化反應的協同作用下，微波殺菌的良好效果顯而易見。且相比常規的熱傳導殺菌，低溫殺菌的實際效果同樣不容小覷。通常來說，將溫度控制在80攝氏度以內，持續5分鐘左右的時間即可殺滅細菌。這種特有的殺菌方式能夠在不破壞食品本身營養成分的情況下，殺死寄生在其中的微生物。而采用常規的熱傳導殺菌處理蔬菜瓜果，則會流失部分維生素，經實踐研究證實，低溫處理能夠充分保留瓜果中的維生素接近90%。

2.3能夠完全殺滅細菌

常規的熱傳導殺菌方式是從食品表層開始受熱，按照由外向內的次序進行熱傳遞，這使得表層與內部殺菌不均衡，且食品原有的表層品質極易被損壞。為了保留食品原有的營養成分和口感，微波可以短時間內提高溫度和處理效率，同時確保食品均勻受熱，殺菌徹底。

3微波加工工藝在食品加工保鮮領域的實際應用

微波技術憑借其優勢特征，在食品加工保鮮領域被大力推崇和應用，并且在谷物儲存方面也取得了良好的成效。根據相關理論研究和大量實踐積累證實，利用微波殺菌的非熱效應機理可以進一步提高大米的儲藏品質，防止其發生霉變。而且隨著微波功率的增加，還可以提高谷物中各種常見害蟲的致死率，抑制其排卵繁殖，促使成蟲反應遲鈍，最終徹底殺死谷物中的害蟲。

近年來，隨著科技水平的提高和領域的創新，脈沖功率技術逐步拓展到多個領域，此類技術與微波殺菌協同作用，可以提高微波發射器的實際功率，并借助高峰值脈沖，促使非熱效應積極運作，進而強化實際殺菌效果。此類效應與常規的微波熱效應存在本質性的差異，其可以在低溫條件下誘導生物體發生裂變，進而被應用于肉制品加工、中成藥殺菌及工業廢水處理等方向。與普通微波相比，脈沖微波具有效率好、能耗小，殺菌效果顯著等優勢。當脈沖微波劑量達到每克7.5瓦，脈沖微波總時間為30秒時，便可以將害蟲及寄生霉變微生物的致死率提高到百分之八十左右。

此外，現如今利用微波殺菌方式處理果汁類視頻的相關報道層出不窮，相比于傳統的熱加工處理工藝，其實際效果更加顯著，通過連續微波和水浴加熱方式處理蘋果汁，其殺菌速率更快，且更徹底；采用間歇微波方式處理蘋果汁，可以有效殺滅大腸桿菌。另外，在相同溫度條件下，采用微波殺菌方式處理獼猴桃，不僅可徹底殺滅李斯特氏單胞菌，而且還能保證果肉色澤鮮亮，提高有益菌生物活性，在零下4攝氏度的儲藏條件下可連續保存123天。

除此之外，微波處理不會破壞花青素、維生素C等營養成分的結構，且經過處理的產品其酵母菌數均符合產品的合格標準。再者，利用微波殺菌方式處理牛奶已經得到實踐證實，國外學者哈米德提出利用微波對原料乳微生物進行殺菌處理，其能夠有效抑制李斯特氏單胞菌，并保證原料乳中的乳酸含量不受影響，長時間的保持牛奶的色澤和口感。經過微波殺菌處理的牛奶，經相關人員檢測，其蛋白質、脂肪、氨基酸等含量相較處理之前無顯著差異，且沒有任何異常氣味，能夠在適宜的儲藏環境下保持酸堿值的衡定。

為了從根本上避免微波造成的食品不均勻受熱問題，科羅內爾等研究人員設計并推出了圓柱形連續微波加熱器，確保在加熱過程中，爐腔內能夠產生呈拋物線狀的磁場，進一步提高管道中央顆粒的運行速率，使牛奶在設備管道進出口位置受熱均勻。

現階段，微波技術憑借其諸多的優點特性被廣泛應用于快餐類食品的快速殺菌處理之中，如三文魚罐頭、午餐肉、盒裝米飯等。相較于常規的紫外線、臭氧等處理方式，微波技術實際處理效率高、節約時間，且玻璃、瓷器等多種材料均可用作包裝微波食品，符合經濟性原則，但需要格外注意的是，不同包裝材料的實際殺菌效果存在顯著的差異。

4結束語

隨著科技的進步與生活水平的提高，食品加工保鮮技術已成為社會各界關注的焦點，高效應用微波加工工藝，不僅可以殺滅微生物，而且還不會破壞食品中的主要營養成分，延長儲藏時間，保證人們的飲食安全。

參考文獻：

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