加热技术在食品加工中应用浅议

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摘要：随着人们对健康的重视和生活水平的提升，加工食品以保留其原色、原味和食用营养成分的活性而受到人们重视。食品加工企业将更多的新工艺、新方法运用到食品加工中，特别是各种传统工艺的综合利用，对食品行业的发展具有促进作用。食物加热工艺的优化与发展，可以更好地适应人类对食物的需要，给人类带来了更好吃、更营养、更安全的食物，而过去的加热方式目前已经不再具备通用性，也无法保证食物安全，甚至可能会造成营养物质严重缺乏。针对食物加热的技术特性和目的等，阐述了多种加热技术在食品领域的实际运用情况和研究进展，通过剖析多种加热方法的基本原理和对食物营养成分的破坏程度，研究不同加热方法的技术特性与优缺点，并针对各种食用物质特性，寻找最适合的加热方法，为今后的研发和使用提供了依据。

关键词：加热技术；食品；肉制品

热处理作为加工肉制品最关键的工序之一，可按照加热方法分成直接加热和间接加热。目前，国内外的肉制品加工普遍使用间接加热法，因为间接加热法存在热表面效应，而被直接加热的食用物料质量会明显下降，且热量利用效率也较低。因此，人们迫切要求在食物热加工过程中，尽量保留食用物质的基本营养成分以及色、香、味，加强对热量的有效利用。

1食品加工概述

为了迎合人们对食物安全、健康、美味的新需求，食品行业从业者不断进行产品升级，并对各种加工工艺进行优化和调整，以便为人们提供优质食品。在加工过程中，食品的部分成分可能会发生变化，这种变化可能是积极的，也可能是消极的，加工方法不同，造成的影响也不同。近年来，有关食品加工的各类负面报道层出不穷，导致人们产生了加工食品不安全的错误认知，实际上经过加工的食品往往具有营养物质更容易被人体吸收的优势，因此，选择合适的食品加工工艺能够从根本上提升食品的安全性和营养价值[1]。

2微波加热技术

微波加热技术是比较有代表性的食物升温工艺之一，可以对食物原料进行干燥和杀菌处理，但主要使用水分子振荡进行升温，优点就是具备穿透性和均匀性，而且升温速率特别快，是传统加热技术升温速率的10~20倍。微波加热器的优点非常突出，选择性发热、高频升温、透过力强、热稳定性好等都是比较常见的优势，因此具有突出的应用价值。根据实际情况来看，微波加热技术对食品营养成分的影响并不大，经研究发现，其对不同营养成分的影响有一定差异。首先是对蛋白质的影响，食品原材料中的部分蛋白质为极性分子，经过微波加热处理以后，部分蛋白质分子会变性，可通过降温等方式降低微波加热对蛋白质的影响。其次是对脂肪的影响，微波主要对偶极分子产生作用，食品中的脂肪属于非极性化合物，通过微波加热，并不会改变脂肪成分。目前，微波加热技术已经在油脂萃取加工中得到广泛应用，整体的萃取效率比较高。最后是对碳水化合物的影响，与蛋白质相似，在微波加热过程中，食品中的碳水化合物同样会发生热变化，影响更甚于传统加热工艺。究其原因，微波加热效率比传统加热效率更高，碳水化合物很容易发生美拉德反应、糖焦化、淀粉糊化等，在利用微波加热技术时，需要着重考虑糖类物质褐变问题。

3电磁感应加热技术

3.1技术原理

电磁传感器发热的工作机理：将含铁容器置于由电子线路板组成部分产生的交变磁场中，容器的表层会切断磁力线，当磁力线切割容器时，容器材料底面会形成大量的小旋涡流，涡流会促使容器材料底面的铁分子之间形成高速不规则的运动，铁分子相互撞击、摩擦产生热量，进而实现了加热食品材料的功效。现在家庭和工业中所用的电磁炉、电磁灶都使用了这种电磁加热技术。

3.2技术特点

食物加温工艺技术是能源消耗最大的技术之一，蒸汽等传统的机械加温方法功率大、效能低，逐渐被新型的加温工艺技术替代，而电磁感应加温工艺技术则具备生产效率高、自动化能力强、安全系数高、加工效率高、成本低等优势。由于含铁质容器材料本身产生的热能，热量转换率最大可达到95%。利用电磁加温工艺技术，在带式传输带上加温扁平状产物可节约50%的能量，而加温液态产品可节约20%的能量。在电磁杀青过程中，升温效率为50%~60%，热功率也较传统的杀青技艺降低了40%。例如，采用电磁感应加热技术在柑橘中萃取果胶，感应加热时间较水浴加热时间明显缩短，生产的果胶产品质量也更高，且利用这两种方法所获得的果胶理化特性也基本相同[2]。

3.3技术应用现状

电磁感应升温技术在延长煎炸油的使用寿命上已取得了国家专利，通过测定游离脂肪酸、醛的浓度后发现，当其产生的热速率下降后，煎炸油的质量得以改善，进而延长了煎炸油的使用时间。对大豆油、花生油、小麦油实行电气加温后发现，酸价、过氧化值都随着加温时间的延长而增加，丙二醛值也呈现出先增大、后减小的态势，同时表明了电气加温对3种油脂的影响，均低于常规加温所产生的负面影响。据测算，感应加温能够在油炸过程中供给大量电子，进而建立一种减缓脂肪氧化的环境。但是，抗氧化的具体物理或化学机理还没有被完全发现。利用电磁感应升温的鲫鱼汤，在电磁升温过程中，蛋白质浓度逐渐增加，且全部氨基酸、必需氨基酸和呈味氨基酸浓度都在不断增加。其中，必需氨基酸占全部氨基酸的比例显著增加，且指数值不断增大，鱼汤蛋白质的营养越来越均衡。电磁发热科技也在茶树杀青技术方面获得应用，并取得了较好的成效。采用电磁加热技术对茶树实行杀青处理的过程中，经过感官评价后发现，电磁杀青明显改善了茶树的质量，而经过电磁杀青处理后的成品茶，颜色青翠、香味清高、风味鲜爽。这是因为电磁在杀青过程中对高温呈分段控制，且加温速率较快，对时间的掌控准确，可以快速破坏酶活力，减少叶绿素的损失，使茶香味得以充分挥发，较好地保证了茶叶中茶多酚、叶绿素、氨基酸等成分的浓度，进而加深了茶的颜色，使香味更加醇厚。电磁杀青是高效的电加热器节能技术产物，在同等条件下，与传统电阻型加热器相比，可节电40%有余，总热效率超过60%，但升温时间缩短了2/3，且加温时没有形成高热环境，可在一定程度上节省能源，实现节能减耗的目的。电磁杀青技术能够减少制造费用，降低生产成本，增强生产实力，为茶叶加工与制造公司创造大量经济效益的同时，得到可观的社会效益。

4红外加热技术

4.1技术特点

红外线是太阳能光源中的一种不可见光线，在通信、测量、医学、军工等方面都有广泛应用，且具有较高的热稳定性。光波炉是基于红外线发热原理生产的，由于产热快、制冷也迅速，并且不用挑锅具，应用范围可拓展至所有平底锅具。红外线发热成为一种辐射发热科技，能够直接透过食品材料表层达到内部，加快了红外线的升温速度，但同时由于近红外波不能快速加热空气和介质，能源转化效率更高，与传统的发热方式相比，优势如下：近红外线具备较强的热穿透力，在材料内部也可以同时实现升温；远红外加热技术不需要传热介质，因此热效率更高；近红外能够局部升温，因此可以节省大量能源；红外加热器温度容易掌控，且升温速度很快；红外加热器无气体污染，稳定性较高。

4.2技术应用现状

现在的肉制品加工工艺中灭酶的主要方式有热处理法、加入抗氧化剂法和控制剂法等。红外灭酶最早在1956年应用于芹菜和苹果上，虽然最后没能获得成功，但开辟了红外灭酶的先河。红外灭酶与照射距离、样品厚薄相关，厚度较大的马铃薯片酶失活速度缓慢，且消灭90%多酚氧化酶所需要的时间也较长。多酚氧化酶会导致水果褐变，进而影响其外观质量，因此，通过灭活多酚氧化酶改善产品质量，对延长贮存时间十分必要。随着科技的发展，国内外大批专家学者也对红外线加温科技开展了深入研究，对树莓实施了红外干燥，认为干燥温度对风干速度有明显影响，对输出功率无明显影响，但输出功率对树莓质量及其抗氧化活性有明显影响，较小的输出功率则有助于产品颜色、花青素及其抗氧化活性的保持[3]。在红外加热时，由于材料内部热量在表面持续积聚，温度也在不断上升，而材料表层的温度随着水分的持续挥发也在相应下降，材料整体上就形成了一个温度差，高温由内向外持续蔓延，使水分由内向外加速扩散，也就是材料干燥速度加快。另外，对紫甘蓝进行了红外干燥，认为干燥速度与气温有直接联系，与实际干旱时间、距离和风力因素关系不大。研究表明，红外干燥后的桃渣多酚保持量较大，而且晾干速度也较快，干燥温度越高，多酚保持量越多。红外干燥技术不仅在水果的干燥中应用广泛，在消毒领域也较常使用，并且消毒功效突出。食物在长期贮存过程中，内部会受到细菌影响而腐烂变质。红外线加热技术比杀菌剂、防腐剂等更安全可靠，紫外线也能使食物内的蛋白质受热凝结，细菌代谢遭到抑制致死。利用红外线加热技术对即食热狗表面进行消毒后发现，处理后的热狗质量并未显著改变，但可以起到很好的消毒作用。

4.3技术的不足

红外线加热技术由于使用了红外线辐射器件产生的红外线，被加热物质在吸收红外线后直接转变成热量，但食品各部分对红外线的吸收程度不同，导致在相同红外线波段下，各种食用物质的受热程度不同。同时，由于该技术还具有热能无法传播且对热效的利用程度较低的弊端以及红外线升温还受到材料厚薄的影响，在材料体积较大、厚度也较大的情况下，升温所需时间较长，对升温效率有一定的负面影响。红外线加热技术现在大多用于干燥和消毒，在食品物料加热方面使用较少。

5结语

我国社会主义市场经济的高速发展，彻底改变了人们过去吃不饱、穿不暖的生活状况，使人们的生活条件大幅改善。在此情况下，人们也开始重视食物安全和营养价值等，而传统的食物加工工艺显然已无法适应人们对食物的新要求。因此，充分利用热膜分离技术、微波加热技术、冷冻干燥技术和超高压技术等新型食物加工工艺，对多种多样的食物原料进行有效加工以及在已有基础上对传统食物加工工艺进行不断优化，具有一定的实用价值。

[参考文献]

[1]张宇皓.微波场下液态食品的螺旋连续加热研究[D].无锡：江南大学，2021.

[2]许志诚，还传明，李园园，等.射频加热技术在烹饪领域的应用研究[J].美食研究，2021（2）：54-61.

[3]陈美玉.基于水分迁移及肌原纤维蛋白特性研究真空低温加热对牛肉品质的影响[D].杭州：浙江大学，2021.

作者:蔡明珏 单位:湖南农业大学食品科学技术学院