微波技術(shù)在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用研究本科生課程論文(設(shè)計)

1、.微波技術(shù)在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用研究海 南 大 學(xué)課 程 論 文（設(shè)計）題 目： 微波技術(shù)在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用研究 學(xué) 號： 20120801310119 姓 名： 黃媛 年 級： 2012級 學(xué) 院： 食品學(xué)院 系 別： 食品科學(xué)與工程 專 業(yè)： 食品科學(xué)與工程 指導(dǎo)教師： 潘永貴 完成日期： 2014 年 12 月 16 日 摘 要微波技術(shù)是一種新型的重要的食品加工新技術(shù)，在高新技術(shù)領(lǐng)域具有重要地位。目前微波技術(shù)發(fā)展很快、涉及方面也很廣泛,在水產(chǎn)品加工等各方面得到了廣泛應(yīng)用。微波技術(shù)具有加熱時間短、速度快、加熱均勻、能源利用率高、易于控制、選擇性和穿透性好等優(yōu)點。新興發(fā)展的微波技術(shù)正好符合水

2、產(chǎn)加工的特點，本文分別介紹了微波技術(shù)原理特點，重點介紹了微波技術(shù)在水產(chǎn)品干燥、殺菌、萃取、解凍及消解等幾個方面的應(yīng)用，指出了傳統(tǒng)加工工藝技術(shù)的不足，并突出了微波技術(shù)較傳統(tǒng)加工工藝而言突出的特點。微波技術(shù)前途可觀，在水產(chǎn)加工中的應(yīng)用也將會越來越廣泛。關(guān)鍵詞：微波技術(shù)；水產(chǎn)加工；應(yīng)用研究 AbstractMicrowave technology is a new kind of important food processing technology, has the important status in the field of high and new technology. At pres

3、ent, microwave technology developing rapidly, involving aspects is very wide also, widely used in aquatic products processing and so on various aspects. Microwave technology with short heating time, high speed, uniform heating, high efficiency, easy to control, as well as good selectivity and penetr

4、ating. Emerging development of microwave technology fits the characteristics of aquatic products processing, this paper introduces the principle of microwave technology, microwave technology were introduced in detail in drying, sterilization and extraction of aquatic products, thaw and digestion of

5、several aspects, such as application, points out the shortages of traditional processing technology, microwave technology compared with traditional processing technology and highlights the outstanding characteristics. Future of microwave technology, its application in aquatic products processing and

6、 will be more and more widely.Key words: microwave technology; aquatic products processing; application research on目 錄1微波技術(shù)在水產(chǎn)品干燥中的應(yīng)用12微波技術(shù)在水產(chǎn)品殺菌中的應(yīng)用23微波技術(shù)在水產(chǎn)品萃取中的應(yīng)用23.1微波萃取機制23.2微波萃取在水產(chǎn)品萃取中的應(yīng)用34微波在水產(chǎn)品解凍中的應(yīng)用35微波技術(shù)在水產(chǎn)消解中的應(yīng)用46結(jié)語4致 謝4參考文獻5;微波用于食品加工開始于1946年，然而在1946年以前，微波加熱只限于食物烹調(diào)和凍魚解凍上應(yīng)用。從60年代起，人們開始將微波加

7、熱應(yīng)用到食品加工業(yè)。我國從20世紀(jì)70年代開始研發(fā)、推廣微波技術(shù)與設(shè)備。微波是指波長為1mm-1m，頻率為300MHz- 300GHz,具有穿透力的電磁波。我國常用的頻率有915MHz和2450MHz1。微波技術(shù)具有加熱時間短、速度快、加熱均勻、能源利用率高、易于控制、選擇性和穿透性好等特點。微波加熱改變了由表及里的傳統(tǒng)加熱方式，能夠里外同時加熱，創(chuàng)造了能夠快速升溫的新技術(shù)，用于食品加工，有利于保持食品的營養(yǎng)成分和風(fēng)味。近年來，微波技術(shù)發(fā)展迅速，其應(yīng)用領(lǐng)域進一步擴展到食品殺菌、消毒、脫水、漂燙和焙烤等領(lǐng)域。2006年我國水產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)5200多萬噸，從1990年起已連續(xù)16年產(chǎn)量位居世界首位，

8、并且是世界上唯一養(yǎng)殖產(chǎn)量超過捕撈產(chǎn)量的國家2。但是作為一個漁業(yè)大國，水產(chǎn)品加工卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家的水平，主要表現(xiàn)為水產(chǎn)品加工的科技含量低，對加工的基礎(chǔ)理論研究不夠，技術(shù)裝備落后等方面。本文綜述了微波技術(shù)在水產(chǎn)品干燥、殺菌、萃取、解凍和消解等方面應(yīng)用研究的現(xiàn)狀，解析了不同應(yīng)用的特點，旨在促進這一技術(shù)在我國水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用研究。1微波技術(shù)在水產(chǎn)品干燥中的應(yīng)用由于微波能夠深入到物料內(nèi)部，使被加熱體本身成為發(fā)熱體，避免了傳統(tǒng)加熱過程中產(chǎn)生由外向內(nèi)形成的溫度梯度而導(dǎo)致的物料表面硬化或不均勻現(xiàn)象，具有干燥速度快且均勻、選擇性好、能源利用率高，便于控制和節(jié)省空間等優(yōu)點，可以保持食品的色、香、味，減少營養(yǎng)

9、成分的損失。目前研究的微波干燥方法主要有物料直接進行微波干燥、微波冷凍干燥和微波真空冷凍干燥。這些方法都具有保持食品營養(yǎng)、色、香、味的良好能力。張薇進行了扇貝柱的微波干燥試驗，研究了干燥過程中不同能量的微波輻射，不同半徑樣品對溫度和干燥效果的影響，并與求解的數(shù)學(xué)模擬對照，試驗結(jié)果與模擬結(jié)果基本吻合，所建數(shù)學(xué)模型能較好地模擬地模擬柱狀物料在微波干燥過程中的溫度和含水率的變化。在所選物料范圍內(nèi)，干燥速率不受物料柱半徑的影響，隨微波功率、質(zhì)量比值的增加而增加3。Tao wu等比較了熱風(fēng)干燥和微波干燥對草魚魚片在營養(yǎng)和風(fēng)味上的影響，結(jié)果表明相比于熱風(fēng)干燥，采用微波干燥的制品在營養(yǎng)方面脂肪損失低。蛋白溶

10、解性高，羰基值低，而在產(chǎn)品的風(fēng)味上沒有顯著的差異4。段振華等閑以羅非魚片(30mm×20mm×5 mm)為材料，通過測定羅非魚片先在40熱風(fēng)溫度下分別干燥lh-5h，再在200、400 W不同微波功率下干燥10min的水分含量，進行熱風(fēng)微波復(fù)合干燥的動力學(xué)研究。得出不同熱風(fēng)時間和微波功率對魚片的熱風(fēng)微波復(fù)合干燥中的水分含量及干燥速率的影響規(guī)律5。2微波技術(shù)在水產(chǎn)品殺菌中的應(yīng)用傳統(tǒng)的殺菌或抑菌技術(shù)，一方面處理時間長，滅菌卻不徹底，不易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)；另一方面，影響食品的原有風(fēng)味及營養(yǎng)成分，甚至還引入一些不利于食品品質(zhì)的成分，很難達(dá)到較高的安全衛(wèi)生要求，限制了產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。微

11、波殺菌是利用熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)的雙重作用殺菌，熱效應(yīng)殺菌是利用微波作用快速升溫，是使生物細(xì)胞空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化或破壞，蛋白質(zhì)變性而達(dá)到殺菌。而非熱效應(yīng)則是利用微波作用能改變細(xì)胞的生物性排列組合狀態(tài)以及于運動規(guī)律，同時微波場感應(yīng)的離子流，會影響細(xì)胞膜附近的電荷分布6。水產(chǎn)品類的深加工過程中，殺菌是十分重要的環(huán)節(jié)。既要達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)度，嚴(yán)格控制細(xì)菌數(shù)量，但是又不能破壞水產(chǎn)的新鮮程度，影響水產(chǎn)類的風(fēng)味。由于微波殺菌是兩種效應(yīng)共同作用的結(jié)果，其殺菌溫度一般低于傳統(tǒng)方法。通常，傳統(tǒng)方法殺菌溫度要在100度以上，時間為十幾分鐘至幾十分鐘，而微波殺菌溫度僅為70-90度，時間為3-5min殺菌時間短，殺菌效果均勻

12、徹底。有研究者將保鮮難度較大水產(chǎn)品和牛奶進行微波殺菌，結(jié)果表明，在包裝材料和封口工藝符合一定技術(shù)要求的條件下，保藏期可以根據(jù)不同的要求確定為10日、1個月、3個月、6個月四個檔次7。在同樣保藏條件下，保鮮期是不經(jīng)微波處理的幾十倍長，而且營養(yǎng)和風(fēng)味保存良好，產(chǎn)品安全可靠，保存期長，比一般熱力殺菌食品好,較其傳統(tǒng)方法，效果尤為突出。3微波技術(shù)在水產(chǎn)品萃取中的應(yīng)用3.1微波萃取機制 微波萃取的機制可以從兩方面理解，一方面微波輻射過程是高頻電磁波穿透萃取介質(zhì)，到達(dá)物料內(nèi)部維持管束和腺細(xì)胞系統(tǒng)。細(xì)胞內(nèi)部吸收微波能迅速升溫，使其內(nèi)部壓力通過細(xì)胞壁膨脹承受能力，導(dǎo)致細(xì)胞破裂。細(xì)胞內(nèi)有效成分自由流出，在較低的

13、溫度條件下被萃取介質(zhì)捕獲并溶解，再通過過濾和分離，便獲得萃取物料。另一方面，微波所產(chǎn)生的電磁場，加速被萃取成分向萃取溶劑界面擴散速率，用水作溶劑時，在微波場下，水分子高速轉(zhuǎn)動成為激發(fā)態(tài)，這是一種高能不穩(wěn)定狀態(tài)，或者水分子氣化，加速萃取組分的驅(qū)動力，從而使萃取速度提高倍數(shù)，同時可降低萃取溫度，最大限度保證萃取的質(zhì)量8。3.2微波萃取在水產(chǎn)品萃取中的應(yīng)用傳統(tǒng)的萃取方法主要是用水或其它有機溶劑作為介質(zhì)，提取速度慢，耗時長，污染大。但是微波萃取能克服所有傳統(tǒng)工藝缺點 9。微波萃取適用于任何天然物的萃取。張聯(lián)英、曾名勇曾進行微波技術(shù)在水產(chǎn)膠原蛋白提取中應(yīng)用的試驗,研究了熱水提取和微波處理之后提取膠原蛋白

14、提取率的變化情況，發(fā)現(xiàn)鳙魚、鱸魚、鯽魚等魚皮不經(jīng)微波預(yù)處理, 魚皮膠原蛋白的提取率分別為: 8.5 %、8.3 %、8.4%，然而在解凍條件下，微波預(yù)處理2分鐘后，接著采用熱水法提取膠原蛋白，結(jié)果提取率分別為:8.7%、8.4%、8.6%。跟未經(jīng)微波處理的樣品比較，提取率提高了不少。但是， 隨著微波處理繼續(xù)下去,提取率到了一定時間就下降了。實驗表明, 適當(dāng)?shù)奈⒉ㄌ幚砜梢蕴岣唪~皮膠原蛋白的提取率10。符嫦娥等以富含花生四烯酸的綠藻為研究對象,利用微波萃取技術(shù)對藻類中的花生四烯酸進行提取與純化研究11,結(jié)果表明，可以利用微波技術(shù)萃取綠藻中的花生四烯酸。4微波在水產(chǎn)品解凍中的應(yīng)用目前冷凍是水產(chǎn)品保鮮

15、最有效的方法。利用低溫保鮮的原理降低酶的活性，抑制微生物的生長繁殖，減少魚體自身的生化反應(yīng)，可達(dá)到長期儲藏或者長途運輸保鮮的目的12。水產(chǎn)品在冷凍過程中會產(chǎn)生干耗、油燒等不利的因素。使得水產(chǎn)品肉質(zhì)干癟、疏松，失去彈性，風(fēng)味改變。所以在解凍過程中就應(yīng)盡量的避免物質(zhì)重復(fù)性的損傷。傳統(tǒng)解凍主要是利用高溫使魚類的冰層融化，恢復(fù)原有的理化狀態(tài)。但是加工過程中的高溫加劇了水分流失程度，同時改變了魚類的風(fēng)味，這些不利因素破壞了水產(chǎn)品質(zhì)量。微波冷凍技術(shù)利用較低的能量，使得水分在最短時間內(nèi)揮發(fā)，且減少了自身水分的流失。因為加熱溫度不高，風(fēng)味物質(zhì)得到了較好的保存，大大的減少了脂肪氧化現(xiàn)象 13。傳統(tǒng)的解凍作業(yè)有這

16、些缺點：時間較長、占地面積大、大量消耗水等。但是基于微波加熱的特性，使得微波加熱解凍可以完全或部分地克服上述缺點。自然解凍是失水率最小的方法，但微波解凍比自然解凍快得多，兩者失水率基本處于同一水平。工業(yè)上已用微波加熱解凍的食品有：肉、肉制品、水產(chǎn)品、水果和水果制品 14。5微波技術(shù)在水產(chǎn)消解中的應(yīng)用微波消解是一種新的產(chǎn)品處理技術(shù)，首創(chuàng)二維雙磁控管技術(shù)的Multiwave PRO，成為世界上唯一獲得ETL和GS雙安全認(rèn)證的微波設(shè)備。微波消解通常是指利用微波加熱封閉容器中的消解液和試樣從而在高溫增壓條件下使各種樣品快速溶解的濕法消化 15。微波消解的優(yōu)點有：微波加熱是“內(nèi)加熱”，加熱快、升溫高，消

17、解能力強，大大縮短了溶樣時間；（2）避免了揮發(fā)損失和樣品的沾污，提高了分析的準(zhǔn)確度和精密度，回收率實驗獲得令人滿意的結(jié)；（3）減少勞動強度，改善了工作環(huán)境，避免了有害氣體排放對環(huán)境造成的污染；（4）由于樣品采用密閉消解，有效地減少了易揮發(fā)元素的損失16。蔡玲等采用徽波消解-氮化物發(fā)生-原子熒光光語法, 用L-半脫氛酸預(yù)還原法,對水產(chǎn)品中砷和禪進行了分析。討論并確定了實驗的最佳滴定條件,結(jié)果顯示, 砷和銻的檢出限分別為0.058ng/ml 和0.075gn/m L ,回收率為93.7%-100.9%， 相時標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.6% 和0.9%。該法準(zhǔn)確、迅速、方便,在水產(chǎn)品中砷和銻的測定應(yīng)用方面,

18、結(jié)果非常令人滿意17。6結(jié)語微波技術(shù)作為一種高新技術(shù)，在水產(chǎn)加工中的應(yīng)用越來越廣泛。本文介紹了微波技術(shù)在水產(chǎn)加工中的主要應(yīng)用方面。微波技術(shù)在其他方面還有很好的應(yīng)用，如果利用好微波技術(shù)，使之充分服務(wù)于現(xiàn)代水產(chǎn)品加工業(yè)，將會是未來水產(chǎn)品加工業(yè)中著力發(fā)展的一個方向，有助于提高水產(chǎn)加工業(yè)的生產(chǎn)效率，為建設(shè)能源節(jié)約、環(huán)境優(yōu)美的新型社會生產(chǎn)方式服務(wù)。致 謝歷時將近一周多的時間，終于完成了這篇課程論文，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的論文指導(dǎo)老師-潘永貴老師，他對我進行了指導(dǎo)和幫助，感謝老師幫助我進行論文的修改和改進。另外，在校圖書館查找資料的時候，

19、圖書館的老師也給我提供很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最中心的感謝！感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材，還在論文的撰寫和排版燈過程中提供熱情的幫助。由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和同學(xué)的批評和指教。參考文獻1 唐海剛,田長卿. 微波技術(shù)原理及應(yīng)用淺析J. 中國科技投資,2013,Z1:155.2王長云,傅秀梅,管華詩. 水產(chǎn)加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望J. 海洋湖沼通報,1996,03:59-66.3 劉鐘棟.微波技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用J.中國食品添加劑,2012,(z1):53.4 岑琦瓊,張燕平,戴志遠(yuǎn)等.水產(chǎn)品加工干燥技術(shù)的研究進展J.食品研究與開發(fā),2011,32(11):156-160.5 張晶晶.微波熱效應(yīng)在食品工業(yè)中的應(yīng)用J.無線互聯(lián)科技,2014,(10):175-176.6 劉強文. 微波技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用J. 成功(教育),2012,01: