微波技术在预制菜领域的应用 射频技术在粮食储藏与加工中应用研究进展(1)

本文节选自《智慧农业(中英文)》2021年第3卷第4期,王绍金教授和令博副教授团队的文章《射频加热技术在粮食储藏与加工中应用研究进展》,其引用格式如下,欢迎大家阅读、引用。

微波技术在预制菜领域的应用 射频技术在粮食储藏与加工中应用研究进展(2)

引文格式

李洪岳, 李青鸾, 郑建军, 令博, 王绍金. 射频加热技术在粮食储藏与加工中应用研究进展[J]. 智慧农业(中英文), 2021, 3(4): 1-13.

LI Hongyue, LI Qingluan, ZHENG Jianjun, LING Bo, WANG Shaojin. Recent Advances on Application of Radio Frequency Heating in the Research of Post-Harvest Grain Storage and Processing[J]. Smart Agriculture, 2021, 3(4): 1-13.

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微波技术在预制菜领域的应用 射频技术在粮食储藏与加工中应用研究进展(3)

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微波技术在预制菜领域的应用 射频技术在粮食储藏与加工中应用研究进展(4)

射频技术在粮食储藏与加工中应用研究进展

微波技术在预制菜领域的应用 射频技术在粮食储藏与加工中应用研究进展(5)

目前射频技术在粮食储藏与加工中的应用主要包括储粮害虫和有害微生物的杀灭、品质相关酶活性的钝化、干燥处理以及其它应用。

1 储粮害虫的杀灭

粮食及其制品的储藏过程中,害虫不仅可直接取食造成粮食品质损失,还可促进霉菌生长并产生毒素引发食品安全问题。射频凭借其快速加热、整体加热和选择性加热等优势已被广泛用于储粮害虫的杀灭研究,并成为最具潜力工业化应用的新型杀虫技术,表1对粮食及其制品的射频杀虫研究进行了总结。

表1射频加热技术在粮食及其制品杀虫研究方面的应用现状

Table 1 Application of radio frequency heating technology in disinfestation of post-harvest grain and their products

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由于储藏和加工阶段的粮食及其制品含水量较低,因此在射频杀虫处理过程中具有更好的加热均匀性且通常对品质无显著性影响。随着介电特性、害虫与粮食的耐热特性等基础研究的发展,射频杀虫技术逐渐扩展到不同粮食及其制品的工业规模研究中。此外,害虫的侵染会促进微生物的繁殖,使粮食受到害虫虫卵及微生物孢子的侵害。由于射频杀虫所需强度较低,因此将其与巴氏杀菌、干燥或钝酶等目的结合并开展相关研究有利于优化商业处理工艺,降低处理成本。

2 有害微生物的杀灭

粮食在种植、收获和储运阶段均会受到各类微生物污染,一旦外界条件适宜,微生物就会迅速繁殖,产生潜在的食品安全问题。表2对粮食及其制品的射频杀菌研究进行了总结。

表2射频加热技术在粮食及其制品杀菌研究方面的应用现状

Table 2

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射频加热在粮食中有害微生物的杀灭中表现出巨大潜力。然而,部分微生物耐热性极强,射频灭菌仍需要较高的强度,易于对粮食中的热敏性成分产生不利的影响。因此,针对粮食作物中热敏性和功能性成分开展相关研究对保障射频灭菌下粮食及其制品的品质具有重要意义。此外,现有研究还表明射频结合热风、热水、冷冻或紫外等可获得更高的灭菌效率和更好的灭菌效果。

3 品质相关酶活性的抑制

粮食收获后部分酶仍具有一定活性,这些酶往往导致粮食色泽、风味、口感和营养产生不利变化。因此,对产后粮食及其制品中品质相关酶进行抑制或钝化十分必要。表3总结了粮食及其制品中酶的射频钝化研究现状。

表3射频加热技术在粮食及其制品钝酶研究方面的应用现状

Table 3

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目前射频技术在粮食及其制品钝酶方向的研究较少。现有研究中钝酶的目标主要集中在与风味产生相关的酶和与颜色变化相关的酶。与射频灭菌处理相似,酶灭活也需要较高的射频强度,这对粮食及其制品的品质保障带来了一定挑战。此外,尽管射频具有快速加热的优势,但目前针对粮食及其制品的射频钝酶研究仍为小批量的实验室规模,尚未开展射频工业规模的钝酶研究。

4 干燥处理

射频技术在粮食的干燥处理中也有广泛应用。如谢永康等针对英国产Strayfield SO6B型射频加热系统在干燥过程中存在加热不均匀、热风效率低、无法在线称重等问题,进行了结构优化与改进。通过采用多层物料盘堆叠,结合侧向热风对流辅助干燥等方式有效解决了射频干燥中出现的热偏移和边角加热效应,提高了干燥均匀性。

5 其它应用

除上述应用外,近年来也有研究者利用射频加热开展了新收获稻谷的陈化研究,以改善新鲜大米烹饪后普遍存在的黏度大、口感差等问题。结果显示,稻谷含水量16.3 %,射频加热45 min为最优陈化参数。与自然陈化相比,射频陈化可显著缩短陈化时间,且可较好地保持大米品质。

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