引言：近年来我国食品工业有了很大发展，其中高新技术的开发应用，已成为食品工业发展的一个重要方向。它不仅可以提高生产率，降低成本，而且可以改善食品品质，开发新食品。随着越来越多的高新技术应用于食品加工领域，食品工业也呈现出前所未有的繁荣景象。利用高新技术手段，开发出新一代的高档食品，是世界各国食品技术专家的奋斗目标，也是食品工业的主要发展趋势。
1.微波技术的应用
微波是波长为1-300mm，频率在 300-300000MHz 的高频电磁波。它具备频率高、直线传播以及能被金属良好反射等特性[1]。微波技术是近年来食品加工工程中的先进应用技术。纵观近年来我国开发的新食品，尤其是微波食品的出现非常引人注目。我国的微波食品尚处于初步阶段，具有极大的发展潜力。微波技术的应用，提高了生产效率和产品质量，降低了能耗和环境污染，减轻了人的劳动强度，提高了生产效益[2]。在国际上，许多工业发达的国家都对微波的应用非常重视，把微波技术作为改进生产工艺和提高产品质量的重要手段。
微波食品加工技术是应用微波对物质的场致作用来进行食品的加热、干燥、灭菌、抑酶、催陈、膨化等加工, 是一种特殊的加工工艺, 也是当今食品加工的高新技术, 前景十分广阔。
1.1微波在冷冻食品的软化与解冻方面的应用
冷冻食品是非常常见的，如罐头、肉制品深加工以及中西式快餐等。随着近几年的发展，一些小包装的食品已经大量流入市场，为此，解冻已经成为了食品加工的一个重要的环节。
微波解冻是指将一些冷冻的食品温度提高到一个较高的温度，但是这 个温度仍然小于冰点，并没有将温度升至到环境温度，这时候的制品虽然还非常的硬，但是它已经不再是冻结的固体。如果利用流水自然解冻法，或者利用高温空气与蒸汽热源解冻法去处理这些冷冻的食品，由于这些方法的传热都比较慢，当食品达到了解冻的温度的时候，食品的表面容易产生氧化的现象和细菌繁殖的问题[3]。而利用微波解冻，能够有效的避免由传统解冻方法所造成的解冻周期长、食品的品质的劣化、汁液损失以及过长的解冻时间引起食品产生化学反应，使得食品产生一定的毒素和细菌，给消费者的健康留下极大的安全隐患[4][5]。在解冻的过程中，经常会有一些有包装的物料需要解冻，那么利用微波进行解冻，就可以在不拆除包装的条件下简化操作，进行解冻。
需要注意的是，尽管微波解冻是一种解冻比较快的方法，但是由于微 波解冻的热稳定而受到一定的限制。应用微波技术对整块的冻物料进行解 冻，物料的表面会吸收大量的微波能，使得物料的部分并很快的融化成水， 使得物料的表面温度迅速降低，最终出现了局部过热的现象；此时的物料较大一部分仍然处于一个冻结的状态中，微波解冻技术无法实现均衡解冻[6]。为此，要相对物料进行均衡解冻，微波技术还需要与其他的工艺相结合。
1.2微波在食品干燥方面的应用
食品在微波的技术之下，食品的中极性分子能够吸收一定的微波能，从而产生一定的热量，最后使食品达到迅速加热的效果，从而被干燥[7]。微波加热是对食品的体积进行加热，它对物料的导热性质依赖性并不大，并且它的加热速度比较快，使物料受热均匀，物料的表面也不会出现结壳的现象。通常，将微波干燥分为4个阶段，即：内部调整、液体流动、等速干燥以及减速干燥。在这四个阶段当中，每一个阶段都分布着各自的特定温度与湿度。微波也使用于水分含量低于20% 的物料干燥，这时的食品水分迁移率比较低，微波能够将物料内的一些水分有效的驱除[8]。
在当前，应用微波干燥食品的种类比较多，如：果蔬类、肉制品以及米面类、药材类等等。这些食品都需要应用微波进行干燥，才能够延长其存储的时间，并保障消费者的健康。
微波技术在当前不断的发展中，也同其他的一些干燥技术相结合使用， 如：热风干燥、真空干燥以及冷冻干燥等。同这些技术的有效结合，能够推动其不断的发展进步，向着更加深远的方向发展[9]。例如，用于胡萝卜干燥的时候，微波真空干燥的时间就会缩短，并将氧气的含量一定程度上降低，这样就能够避免胡萝卜素大量的 流失等。
1.3微波在食品的保鲜方面的应用
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因为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[10]。另一方面，细菌处在微波电场环境下，受到电磁场的作用，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通道就被关闭，正常的生理活动受到干扰停顿，造成细胞膜的瞬间破例，成为细菌致死的重要原因。
为了延长果蔬的贮藏期，通常采用热力杀菌的方法，但产品经过高温长时间热处理后，其风味和口感变差，特别是硬度和脆度降低。另外，传统果蔬加工中往往要用沸水热烫以杀死部分微生物和钝化酶，高温烫煮会使大量的可溶性营养物质流失。采用微波杀菌保鲜技术能有效的解决这些问题[11]。目前，微波技术已应用于茶叶的杀青。微波的快速热效应有助于褐变初期控制霉的形成，减少了非酶促反应褐变底物的浓度，阻滞了褐变的发展，可有效地提高茶叶的品质，延长茶叶的保质期。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；同时，由于水蒸气快速逸散通道形成，低沸点、具有菜青味的醇、醛类芳香油迅速挥发，而高沸点的烯类芳香油异构化，形成茶叶中特有的醇、酸类化合物。微波加速了分子活性，降低了反应的活化能，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
400倍[12]。此外，微波技术在一定程度上还可以抑制某些霉的活性，从而达到保鲜的目的。
在液态食品的杀菌上，目前，国外已有关于微波牛奶消毒器的报道，可用2450MHz的微波在82.8℃左右处理一段时间，也可以采用微波高温瞬时杀菌工艺，即：200℃，0.13s。消毒奶的杂菌和大肠杆菌达到要求，且奶的稳定性也有所提高。也有对酱油制品进行微波杀菌，在600w微波辐射下，一般约5min就能完全杀灭大肠杆菌。当灭菌温度达到60℃时已竜显示灭菌效果。灭菌温度达75℃，处理时间为5min，在28℃环境下贮存2个月无霉变现象，而同样处理条件的传统加热灭菌的对照组，仅24小时就显露有霉菌生长情况。
2.微波对食品的影响
2.1微波对油脂的影响
油脂在光、氧和加热的作用下易氧化酸败变稠、变色[13]。油脂的分子结构是极性脂肪酸分子,可以吸收微波能,油脂在微波的辐射下可被加热到210 ℃ 以上(常压)。当油脂在微波加热下冒烟时,油温一般已在160℃ (豆油、菜籽油、花生油)。微波加热油脂在实际的煎炸工艺应用中比传统的蒸汽加热快, 对油脂的破坏作用也比传统加热要小。微波对油脂的加热是整体加热, 而不是像普通加热方法那样, 先使之外缘受热, 这种工艺使些油脂的大分子被火源“逐段切割”，这大大地加速了油脂的氧化速度。适当的微波处理不会影响脂肪酸的营养价值[14]。
2.2 对淀粉、糖类等碳水化合物的影响
低聚糖能吸收微波,蔗糖、葡萄糖都可以吸收微波而融化，并且大剂量的微波辐射可使它们脱水变为焦糖。低聚糖在微波条件下快速升温。因此，在加工含糖量高的食品时,要当心其糖焦糖化。淀粉是谷类食品的主要成分, 谷类食品的品质与其淀粉的含量、种类及其存在状态密切相关。完全干燥的淀粉很少吸收微波，但是在正常存在的条件下,淀粉都含有水，并且与许多其它食品成分共同存在，这样，微波对淀粉是有一定作用的。有研究证明[15], 大米经微波处理后总淀粉含量变化不大,而不溶性直链淀粉的含量则表现出不同程度的下降。在微波灭菌作用中，微波处理最直接最明显的效果就是极大地钝化了稻米的脱支酶及淀粉酶的活力。所以微波加工是一种有效钝化脱支酶而预防稻米品质陈化的有效手段。
2.3 微波加工对维生素类的影响
在食品加工中,水果、蔬菜类产品中的维生素类是要保护的成分,有研究表明[16],微波对维生素的破坏比常规工要小得多,因此,微波加工工艺对水果蔬菜很合适,从维生素营养价值方面来衡量是高质量的。
2.3.1 维生素C
维生素C损失的主要原因是它们很容易被氧化加热是维生素C含量减小的主要原因, 因为它能加速氧化作用的进程。温度越高,作用时间越长, 维生素C损失越多。
在加工过程中,高温加热时间越短,对保存维生素C越有利有研究表明, 用微波加工的各种蔬菜保存维生素C的比例较传统加工的高,主要是微波能使蔬菜迅速达到加工温度,作用时间短,且微波加热趋近于整体加热,传统加热却是部分受热, 因而其受热时间比微波加热长。另外,传统加热中所使用的金属器皿也是导致维生素C损失的一个因素,因为金属离子会加速维生素的氧化。
2.3.2维生素E
有研究表明,适宜的微波加工能较好的保留食品中的维生素E,明显优于传统加工方法[17]。
2.3.4维生素B1、B2、B6和维生素A
维生素B1、B2、B6是B族维生素中对光和热敏感的维生素, 在加工过程中有不同程度的损失。维生素A对光和热也很敏感，在高温和有氧存在时, 维生素A容易分解。
有研究表明, 微波作用对维生素B1、B2、B6无特别影响。微波加工工艺中维生素A稍有损失,但比传统加工工艺中的损失小得多。对胡萝卜素等其他维生素也无特别影响。
2.4蛋白质
有研究显示，微波加工对牛奶中蛋白质含量的影响并不大，对酱油中氨基酸态氮也无破坏分解作用，而且适当的微波处理还能提高大豆蛋白的营养价值[18]。相对于传统焙烤方法而言，微波焙烤面包可以提高其蛋白质的营养价值。
2.5微波加工对食品香味成分的作用
在食品加工中, 常用香精、香料、香辛料抽出物等添加剂, 以改善食品香味,它们的加人方式一般是直接混人原料,或将其制成乳化液喷在产品表面,或是将油精或油精树脂添加于食盐单糖或其它载体上,再将这些原料用于食品中[19]。用微波加热时,食品水分的挥发较传统的加热方式快而且多,食品中水溶性香味的散失也会较多,其它类型的香味也有不同程度的损失。食品成分的介电性质和香味成分对基质的亲和性,对风味的损失有所影响在传统加热过程中,水蒸汽密度在接近食品表面处最高,其压力驱使水蒸汽向中心移动,帮助挥发性成分在食品中的保留。相反,在微波加热时,食品中心的蒸汽压较高,蒸汽易于向外移并诱使香味成分气化,这就是微波加热食品香味损失的原因[20]。
3.微波技术在食品工业中的应用前景
微波作为一种在食品加工中应用的新能源，其独特的加工机理研究已取得了许多进展，但在国内实际加工应用中并不多见，究其原因是在制作工艺和成本上的局限，用于实际生产应用的微波加工设备有待进一步研究。相信微波技术作为食品加工中高效、节能的新工艺，随着其理论的不断完善和应用，发展前景将十分广阔。
微波技术作为一种新的加工手段，对各行业的技术改造和设备更新已形成极大的冲击。特别是现阶段，摆在各经营者面前的是解决产品结构与社会需求的问题，适应社会发展对产品品质、品种要求的提高。其焦点之一就是技术创新不足、品质升级滞后。微波技术的出现为提高产品档次、跟上技术进步、提高附加值产品提供了良好条件。
微波技术毕竟是一门新兴的科学技术，还处于发展的初级阶段，科技工作者仍有很多工作要做。
其一，应加强微波技术的基础理论研究。目前，微波作用机理的解释还停留在实验事实的积累上，尚需采用精确的检测方法来验证。另外，还应加强材料与微波的作用机理研究，找出其化学反应规律，从而有效地控制材料的化学反应，更有利于反应条件的优化和能耗的降低以及微波的更好利用。目前，美国的一些实验室已开始在统计学、严格的热力学检测和功率控制的基础上采用结果反推法来预测微波的作用机理。
其二，应加强微波设备的研制。微波设备对微波技术的发展起着至关重要的作用，而微波设备对产品的选择性强，不同的产品需要微波设备的参数差异很大，造成微波设备研制投资增大。因此，今后应采用模块化设计与计算机控制相结合进行研制微波设备，以研制出价低、高效、安全的微波设备。
其三，应加强工程化技术研究。目前，微波技术的应用研究处于实验室探索研究阶段，还须经过工程化技术研究，进而优化工艺技术参数，推进工业应用。
总之，微波技术虽然还有很多不成熟，不完善的地方，但是，它具有节能、高效、资源回收利用率高和环境效益后等特点，符合节约能源、保护环境和可持续发展的方针政策。由此可见，随着微波基础理论的研究深化和工艺技术参数的优化，以及价低、高效的微波反应器实现，微波技术应用领域会更广，真正意义上的微波技术应用的时代将会到来。
参考文献
[1]段洁利.微波干燥食品的现状及其发展前景[J]. 现代农业装备，2006（6）.
[2]董华，欧锦强.微波在食品工业中的应用[J].现代农业科技.2010（6）.
[3]池建伟，魏振承，徐志宏，等.微波技术在食品加工中的应用与发展[J].保鲜与加工，2003（1）.
[4]郭月红，李洪军，微波杀菌技术在食品工业中的应用[J]. 保鲜与加工，2006（1）.
[5]李淑芬.食品加工高新技术的发展现状及趋势[J].沈阳农业大学学报，2000（4）.
[6]王润如.走进21世纪的食品包装[J]．食品工业技术，2002（9）.
[7]曹炜等.微波加热脱除大蒜臭味的研究.食品工业科技,1994.4
[8]许新德.生物技术在食品领域中的应用.食品工业科技,1994.4
[9]王盛良等.茶叶霉菌污染现状及微波防霉研究食品科学.2004.8
[10]张立彦等.微波膨化播米粉的机理研究.食品工业科技.2008.5,
[11]许纲等.微波能对紫菜杀菌保鲜的研究.食品工业科技.2009.6
[12]薛峰,喷雾干燥微胶囊化中的玻璃体形成.食品科学.2010.12
[13]姚开等.微波热条件下的细菌死亡特性值研究.食品科学,1999.4
[14]迟玉森等.微波膨化马哈鱼片的研究.食品科学,2002.3
[15]黄泽元等.微胶囊粉末橙汁香精研制.食品工业科技.2007.7
[16]段胜林,徽波辐射技术在食品萃取工业和化学工业上的应用.食品工业科技,2009.6
[17]成坚等.冻结食品的微波吸收特性初探.食品科技.2012.4
[18]朱克友.再谈臭氧用于重碳酸钙镁型矿泉水生产中所出现的问题及解决方法. 饮料工业,2013.8
[19]吴继红等.微波预处理对无核白葡萄自然干制的研究.食品科技,2008.11
[20]刘兴信.中国粮油食品科技未来发展问题的探讨[J].粮食与饲料工业.2005.2