微波设备在水产品加工中的应用！
水产品是海洋和淡水渔业生产的动植物及其加工产品的统称，分为鱼、虾、蟹、贝四大类，是日常生活消费中不可缺少的的一部分，因其特有的特性，对其的加工要求不断提升，才能满足现在日益增近的消费需求。保鲜加工技术一直是水产加工的难题。这几年起来的微波技术正好符合水产加工的特点，本文从保鲜、解冻、冻藏、杀菌等几个方面介绍了微波加热较传统加工工艺而言突出的特点，不足之处。
微波技术在食品工业中的应用虽然起步较晚，但近几年发展快速。我国从20世纪70年代开始进行微波技术的研究与开发，目前在食品加工等领域已得到广泛应用。微波食品工业在起步时应用、开发速度缓慢，直到1986年才有微波设备用于食品调温、预煮熏肉、家禽、肉饼加工、面条、快餐和果蔬的干燥与面包和酸奶的消毒。近几年来，微波食品工业发展极快，全世界微波食品加工设备增长迅速，专用的微波设备已有微波干燥设备、微波杀菌设备、微波加热设备等多种类型。
一、微波设备加热的机理及特点
微波是一种频率在300MHz- 300GHz间的电磁波，它具有波动性、高效性、热特性和，非热特性四大基本特性。它能够渗透到物料内部，使物料内部的分子相互作用而转化为热能。现有理论对微波加热机制的描述一般是从极性分子及离子在微波场中的旋转和电泳迁移这两个角度来进行的。
微波加热是通过微波透入物料内，与物料的极性分子相互作用，使其极性取向随着外电磁场的变化而变化，致使分子急剧摩擦、碰撞，使物料内各部分在同一瞬间获得热量而升温。微波加热具有选择性和即时性，加热效率高、节约能源，穿透性好等特点。
微波设备杀菌机理主要包括热效应理论和非热效应理论。热效应理论认为微波具有高频特性，当它穿透介质时，水、蛋白质、核酸等极性分子受交变电场的作用而取向运动，相互摩擦产生热量，从而导致温度升高，使微生物的蛋白质、核酸分子改性或失活，从而杀灭微生物。非热效应理论主要有细胞膜离子通道模型和蛋白质变性模型。前者认为微波对细菌的生物反应是微波电场改变细胞膜断面的电子分布，影响细胞膜周围电子和离子浓度，从而改变细胞膜的通透性能，细菌因此不能正常代谢，细菌结构功能紊乱，生长发育受到抑制而死去。后者认为，微生物中的蛋白质、核酸物质和水等极性分子在高频率、强电场的微波场中随着微波极性的改变而引起蛋白质分子团的旋转或振动，使其蛋白质分子变性，从而达到杀菌目的。微波杀菌的特点：微波杀菌是微波的热效应和生物效应的共同结果，且后者为细菌致死的主导因素，打破了常规加热杀菌以热力为惟一主宰力量的格局。
二、微波设备在水产品加工中的应用
1、微波设备在鱼类保鲜中的应用
微波加热方式是瞬间穿透式加热，被加热的食品直接吸收微波能而即刻生热，因而速度快，内外受热均匀，同时食品中的微生物也会吸收电能而使温度升高，破坏菌体中的蛋白质成分，起到杀死微生物的作用。鱼类正是适合这一生产加工方式的主要对象，鱼类含有较多的不稳定结构蛋白、氨基酸、单双低聚糖等呈味和风味物质，如果加以高温杀菌或者保鲜，那么其结构和风味定会有较大的影响，反言之微博杀菌保鲜技术所消耗的能量小，产热高，只需确定相应的辐射量，对于保鲜效果和杀菌效果是十分显著的。另一方面，细菌处在微波电场环境下，受到电磁场作用，细菌会对电磁场作出应答效应，这时细菌赖以生存的细胞膜与外界交换营养物质的“离子通道”关闭，正常的生理活动受到干扰停顿，造成细胞膜的瞬间破裂，成为细菌致死的重要原因。Fiemin、Nyrop，等人己证实高频电磁波对微生物的致死作用。Robert等人把几种对象菌接种到食品中，然后用2450MHZ的微波进行处理，并将处理结果与传统的加热方祛进行比较。结果表明，要取得相同的灭菌效果，微波技术所需时间仅为传统加热时间的。日本东芝公司早在1972年成功地用微波对榻榻米进行工业化杀虫处理，取得很好的效果。20世纪80年代，荷兰每日食品公司将盒装鱼、肉食品经微波72-75℃快速均匀杀菌后，产品能够在0-4℃冷藏柜保存180d。瑞典、德国和丹麦均使用微波进行对切片面包杀菌、防霉、保鲜的工业化生产，其保鲜期由原3-4d延长到30-60d。在欧洲，微波主要应用在肉类、面包和面食等产品的巴氏杀菌中。Bengtsson等用60MH:和2450MHZ的微波对脆火腿进行巴氏杀菌，与热水处理相比，其汁液流失量减少，加热时间缩短，较好地保存了食品的风味。目前，微波技术也可用于鱼类的瞬间杀菌。微波的快速热效应有助于褐变初期控制醒的形成，减少了非酶促反应褐变底物的浓度，阻滞了褐变的发展，可有效地提水产品的品质，延长水产保质期。此外，在微波的激发下，氨基酸、单双低聚糖等呈味和风味物质形成的化学反应速度加快。可能是由于微波加速了分子活性，提高了分子的活性，增加反应物分子的碰撞频率，风味物质化学转化速度可提高5-40倍。此外，微波技术在一定程度上还可以抑制某些酶的活性，从而达到保鲜的目的。
2、微波设备在水产品干燥方面的应用
水产品进行冷冻干燥时需要外部提供冰块升华所需的热量，升华的速率则取决于热源所能提供的能量的多寡。水产品的新鲜程度往往与其含水量呈正相关性，新鲜的鱼类产品肌肉较有弹性，持水力高，肉色鲜艳，但是冷冻后的水产肉色暗沉，持水力下降。这取决于鱼类在冷冻干燥种所发再生的一系列化学变化。如肉质的冷冻干耗，油烧的现象，致使鱼类的肉质在冷冻过程中呈现出多孔的性质。微波技术对于食品加热方面有较为突出的优点，从食物内部进行脱水，干燥。鱼类进行较短时间的微波加热干燥，除去内部多余的水分，再进行低温冷冻，可较好的保持原有的新鲜程度，避免干耗等不必要的新鲜程度损失。在解冻之后鱼类组织可以较好的恢复期弹性，比较直接冷冻干燥而言其肌肉的持水性、色泽有显著提高。
3、微波设备在水产品杀菌中的应用
微波灭菌的特点是食品整体升温迅速，所需灭菌时间短，为灭菌食品保持色、香、味和营养成分创造下极有利的条件，并且改变了目前常规杀菌方法设备庞大、费用高、不易实现自动化生产的缺点。要取得相同的杀茵效果，微波技术所需时间仅为传统加热时间的1 /9 - 1 /2微波防止月饼霉变的研究结果表明，微波处理30 s，温度升为54.4oC，可杀死78.8 %黄曲霉菌和64.77 %的圆弧青霉；照射120 s时可杀灭100 %的黄曲霉菌和99.99 %的圆弧青霉；照射150 s时，中心温度可达104 oC 可保持月饼 80 d以上不发生霉变.这说明要从根本上解决月饼霉变问题，微波照射完全可行。另外，利用微波加热对牛乳进行杀菌消毒，鲜奶经微波处理30s到鲜奶中细菌总数的质控指标；处理90s，对杂菌和大肠杆菌杀灭非常彻底，即使保存7 d后仍无细菌生长。
水产品类的深加工过程中，杀菌是十分重要的环节。既要达到国家标准度，严格控制细菌数量，但是又不能破坏水产的新鲜程度，影响水产类的风味。传统的杀菌方式以直接加热为主，消耗能量较高，并且是利用热源提高水产品温度，使得物料升温，达到杀菌的目地。效果比较明显，但是杀菌温度往往过高，鱼类的蛋白肉质性质改变，仅从单一的杀菌角度来说是不够经济和合理的。微波杀菌正好克服了传统杀菌的缺点，消耗能量低，产生热值小，杀菌效果显著，杀菌时间短。，大大的提高了生产效率、缩短了生产时间。只需严格的控制辐射量和辐射时间就可以避免不必要的影响。综合考虑而言，微波杀菌较传统加热杀菌而言，保鲜性和杀菌效率都大大提高。
4.微波设备在水产品加工胶原蛋白的提取中的应用
鱼皮中含有大量的胶原蛋白，胶原蛋白经水解后，具有一定的生理功能特性，鱼皮胶原蛋白作为一种天然的高分子化合物，具有一定的凝胶性、高分散性、低粘度性、吸水性及乳化性。经过张联英和曾名勇的实验研究证明，未经微波预处理的鳙鱼、鲈鱼、鲫鱼等鱼皮采用热水提取的得率分别为8.5%、8.3%、8.4%。例外他们对比Jamilah等从红、黑罗非鱼皮重提取的热水溶性胶原蛋白实验得知，热水法提取的鱼皮胶原蛋白结果相近。在解冻条件下，微波预处理2min，采用热水法提取胶原蛋白提取率分别为8.7%、8.4%、8.6%。与未经处理的提取率有所提高。但随微波预处理的时间加长，到达一定时间提取率反而下降。实验表明适当的预处理可以提高鱼皮胶原蛋白的提取率
5.微波设备在水产品解冻方面的应用
目前水产品保鲜最有效的方法就是冷冻。利用低温保鲜的原理降低酶的活性，抑制微生物的生长繁殖，减少鱼体自身的生化反应。从而可达到长期储藏或者长途运输保鲜的目的。冷冻对水产的影响是不容忽视的，但是解冻的技术和方法也会较大的影响鱼类的新鲜程度和色觉程度。
水产品在冷冻过程中会产生干耗、油烧等不利的因素。使得水产品肉质干瘪、疏松，失去弹性，风味改变。所以在解冻过程中就应尽量的避免物质重复性的损伤。传统解冻主要是利用高温使鱼类的冰层融化，恢复原有的理化状态。但是加工过程中由于高温使得水分流失程度加剧，同时改变鱼类的风味加速的脂肪的氧化，种种不利因素都导致了水产品品质的败坏。微波冷冻技术在这几年不断兴起，利用较低的能量，是的水分在最短时间挥发，并且减少了自身水分的流失。因为加热温度不高，风味物质得到了较好的保存，脂肪氧化现象大大的减少。
但是微波技术在食品解冻方面的应用传统的解冻作业有以下几个缺点：时间长；占地面积大；消耗大量清洁水。由于微波加热的特性，使得微波加热解冻可以完全或部分地克服上述缺点。自然解冻是失水率最小的方法，但微波解冻与自然解冻相比，微波解冻比自然解冻快得多，而失水率两者基本上处于同一水平。工业上已用微波加热解冻的食品有：肉、肉制品、水产品、水果和水果制品。家用微波炉用于冷冻食品的解冻极为方便和快捷，并已为大多数家庭所采用。
微波技术作为一种现代高新技术在食品中的应用将越来越广泛。微波技术在很大程度上促进了食品工业的发展，尤其对于产品价值高，质量要求严，热传导率低，用传统工艺难以解决的物料，微波干燥设备、微波杀菌设备发挥了重要作用。
