葡萄干射頻殺菌技術研究

陳濤

洽洽食品股份有限公司 安徽合肥 230601

葡萄干的制作需要經過暴曬這一步驟，然而，這一步驟的衛生條件很難保證，如若處理不當便會滋生大量細菌。所以，在葡萄干的后續加工應該對此問題作出處理，避免顧客在食用葡萄干時出現食品安全問題。目前，葡萄干殺菌技術主要包含了熱殺菌、超高壓殺菌、超聲波殺菌、脈沖光殺菌、輻照殺菌、射頻殺菌等。接下來，筆者主要針對射頻殺菌技術進行分析。

1 研究思路

選用葡萄干為研究對象，通過試驗的方法對葡萄干的介電特性、射頻加熱、殺菌工藝進行研究。分析頻率、溫度、水分含量對于葡萄干的介電特性的影響，探究轉速、水分含量、極板間距在射頻加熱過程中的變化趨勢，結合射頻殺菌、保溫實驗、理化指標確定最優殺菌工藝，并展望其在工業生產中應用的可行性。

2 研究方法

2.1 介電特性

在對葡萄干的介電特性進行研究時，主要利用末端開路同軸探頭與阻抗分析儀進行試驗，將水分含量、溫度、頻率作為試驗的調節變量，利用非線性回歸的方法分析在不同條件下介電常數與耗損因子的變化。其中，可以將葡萄干水分含量設定在12%、18%、24%，溫度設定在25℃、50℃、70℃、90℃，頻率設定在27.12MHz、40.68MHz、915MHz、2450MHz。

2.2 射頻加熱

在對葡萄干進行射頻加熱的操作時，可以將電機轉速、極板間距、葡萄干的水分含量作為變量，對于升溫速率與加熱的均勻性進行分析，通過曲線圖的對比獲得最優的射頻加熱條件。其中，可以將轉速設定為0r/min、20r/min、40r/min、60r/min；極板間距設定為16cm、17cm、18cm；水分含量設定為12%、18%、24%。

2.3 殺菌工藝

在對葡萄干的殺菌工藝進行研究時，可以通過改變射頻加熱的溫度與保溫時間對不同的殺菌工藝進行研究，從不同殺菌工藝對于葡萄干色澤、感官以及理化指標的結果分析比較出殺菌效果更好的工藝。其中，可以將射頻加熱溫度控制在60℃、70℃、80℃，保溫時間控制在0min、5min、10min、15min。

3 結果與分析

3.1 介電特性結果分析

根據對試驗結果的分析不難發現，水分含量、溫度、頻率是對葡萄干介電特性影響最深的因素。從水分含量的影響角度來說，在溫度條件與頻率條件不變的情況下，介電常數與損耗因子會隨著葡萄干中水分含量的增加而提升。究其原因，葡萄干中水分含量低，其主要為束縛水。當葡萄干中水分含量增加時，束縛水便會向自由水進行轉化，如此一來，便增加了葡萄干對于離子的傳導性能，即介電特性會有所提升。從溫度的影響角度來說，在水分含量、頻率條件一定的情況下，介電常數與損耗因子會隨溫度的升高而提升。通過具體分析可知，在水分含量不同的前提下，溫度變化會對介電常數損耗因子的變化產生一定的影響。如：當葡萄干水分含量為12%時，介電常數、損耗因子會隨溫度的升高而增長明顯[1]；當葡萄干水分含量為24%時，介電常數、損耗因子的增長速率趨于平緩。從頻率的影響角度來說，頻率能夠影響到射頻殺菌的穿透深度，當頻率低時，波長相對較長，穿透深度自然更長，有利于對物料進行殺菌操作。

3.2 射頻加熱結果分析

從轉速對于射頻加熱結果進行分析，在控制極板間距、葡萄干水分含量相同時，每分鐘20轉的升溫速率最快，而每分鐘0轉的升溫速率最慢。當轉速確定在每分鐘0轉時，葡萄干的受熱并不均勻，呈中間溫度高、邊緣溫度低的態勢。而轉速為每分鐘20轉、40轉、60轉時，便不會出現此類現象。如若進行深入探究可發現，當轉速為40r/min時，射頻加熱的均勻性最佳。究其原因，轉速過低葡萄干達不到均勻受熱的效果，而轉速過高則可能由于離心作用發生中空現象。從極板間距對于射頻加熱結果進行分析，隨著時間的增長，極板間距愈小，物料的升溫速度愈快。實驗結果表明，當極板間距為16cm時，物料溫度在280s后可達到80℃；而極板間距為18cm時，同等時間內物料溫度僅能達到53℃。所以，接下來的試驗可以將轉速為40r/min，極板間距為16cm作為前提條件。從葡萄干水分含量對射頻加熱結果進行分析，含水量高的物料在相同時間內可達到的溫度愈高，再結合射頻加熱的均勻性的條件，可以得出18%含水量的葡萄干更適合射頻加熱殺菌技術[1]。

3.3 殺菌工藝結果分析

殺菌溫度與保溫時間對于殺菌工藝效果的影響是顯著的。就殺菌溫度來說，射頻殺菌的溫度越高，所取得的效果越佳。當溫度達到60℃時，射頻殺菌工藝未能取得明顯的效果，無論是菌落總數還是霉菌數量都無太大變化。當溫度達到70℃時，射頻殺菌工藝可以取得一定的效果。當溫度達到80℃時，射頻殺菌工藝的效果十分明顯。就保溫時間來說，在殺菌溫度為60℃的條件下，殺菌效果會隨著保溫時間的延長而產生一定的效果，但是菌落數量并無顯著變化。在殺菌溫度為70℃的條件下，殺菌效果會隨保溫時間延長而取得明顯效果。在殺菌溫度為80℃的條件下，葡萄干的菌落數量會瞬間下降，且不會隨時間變化發生明顯變化，留存的細菌均為耐高溫細菌。除此之外，在對射頻殺菌70℃，保溫5min、保溫10min以及射頻殺菌80℃，保溫0min三種殺菌工藝的試驗對比中可知，射頻殺菌70℃、保溫5min的殺菌工藝與未經殺菌處理的葡萄干相比色澤差異最小，更適合在生產中進行使用。同樣，除射頻殺菌70℃、保溫10min的殺菌工藝外，另兩種殺菌工藝處理過的葡萄干的營養價值更高。綜合來看，在實際生產中可以選擇將殺菌溫度設定在70℃、保溫時間設定在5min[2]。

4 結語

綜上所述，筆者在文中以葡萄干作為主要研究對象，對于射頻殺菌技術進行了深入討論。通過對葡萄干進行介電特性、射頻加熱、殺菌工藝的相關試驗，在完成試驗數據的分析后，得出射頻殺菌技術對于葡萄干殺菌來說是一種高效的技術的結論，并結合該結論促使其能夠在葡萄干的生產中對此項技術加以運用。