紅外技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用
紅外(波長0.72~1000μm之間的電磁波)技術(shù)已逐漸應(yīng)用于航天、航空、遙感、工業(yè)檢測、食品、醫(yī)藥、化工、石油工業(yè)等軍民研究領(lǐng)域。人們根據(jù)紅外光譜的不同波段合理的選擇應(yīng)用到其他所關(guān)心的領(lǐng)域 一 2.1 近紅外檢測原理 近紅外光譜屬于分子振動光譜的倍頻和主頻吸收光譜,主要是對含氫基團的吸收 由于近紅外技術(shù)能夠及時快捷的對樣品進行檢測 2.2 遠紅外干燥殺菌原理 由于紅外線的譜帶位于可見光和微光之間,具有光和波的性質(zhì) 2.3 高紅外加熱原理 近來在國內(nèi)外 我們可以這樣來描述高紅外技術(shù): 1.采用了高頻率(短波)的紅外輻射加熱燈管; 2.采用了高密度的加熱布局 3.采用高輻射強度的加熱方式 紅外波長越短,越容易被緊密排列分子吸收而產(chǎn)生熱量 二、紅外技術(shù)在食品工業(yè)中的實際應(yīng)用 3.1近紅外技術(shù)在食品工業(yè)的應(yīng)用 3.1.1 近紅外技術(shù)的特點 1.無前處理 近紅外光線具有很強的穿透能力,在檢測樣品時 2.無破壞性 無破壞性是近紅外技術(shù)的一大優(yōu)點 3.在線檢測 由于近紅外技術(shù)能夠技術(shù)快捷的對樣品進行檢測,在生產(chǎn)中,可以在生產(chǎn)流水線上配置近紅外裝置,對原料和成品及半成品進行連續(xù)在線檢測,有利于及時的發(fā)現(xiàn)原料及產(chǎn)品品質(zhì)的變化,便于及時調(diào)控,維持產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。光纖導(dǎo)管和光纖探頭的開發(fā)應(yīng)用使遠距離檢測成現(xiàn)實。并且遠距離檢測技術(shù)特別適用于污染嚴重、高壓、高溫等對人體和儀器有損害的環(huán)境應(yīng)用,為近紅外網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 4.多組分同時檢測 多組分同時檢測,是近紅外技術(shù)得以大力推廣的主要原因 3.1.2 近紅外技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用 近紅外技術(shù)的研究始于1930年。50年代Curcio和Petty利用近紅外的投射光譜“不透明”體 近紅外技術(shù)則能以它的快速、準確和實時性及時反饋有關(guān)信息,彌補這一缺陷,因此受到越來越多的行業(yè)研究者的青睞。 表1 近紅外可靠性研究結(jié)果(原料:面粉) 成分 樣本數(shù) 含量范圍/% 相關(guān)系數(shù) 蛋白質(zhì) 375 6.1~12.7 0.98 濕度 57 12.2~13.6 0.99 3.2 遠紅外技術(shù)在食品行業(yè)中的應(yīng)用 基于遠紅外線的特性,目前國內(nèi)外食品專家正在大力研究這一技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用,主要應(yīng)用在以下幾個方面: 1.促進食品的成熟:國外食品專家已成功的實驗出利用遠紅外線使水產(chǎn)制品蛋白質(zhì)易于成膠,促進面筋的形成,達到成熟;雞蛋用遠紅外線照射受熱均勻,熱度一致,風(fēng)味勝過水煮。在茶葉生產(chǎn)中,用遠紅外線照射可以使茶葉的溫度達到30~40℃凋萎,從而可以增加茶葉的香味,保持良好的品質(zhì)。 2.用于防腐殺菌:遠紅外線用于照射食品可以起到防腐殺菌的作用。例如:用遠紅外線照射剛采集的高水分的新鮮柑橘、蘋果等,能降低其水分含量,減少儲存過程中因水分過大而造成的腐爛現(xiàn)象。采用遠紅外線輻射加熱,還能殺死細菌和微生物,可以用于各種袋裝食品的滅菌處理,因為這些食品,不能使用傳統(tǒng)的高溫消毒方法,因此遠紅外的殺菌技術(shù)已廣泛用于奶制品、豆制品等食品加工業(yè)和保鮮技術(shù)當中。 3.脫水干燥處理:食品應(yīng)用紅外線脫水干燥具有加熱速度快、加熱方式均勻、傳熱效應(yīng)高等優(yōu)點。這種原理和微波爐的原理是一樣的,現(xiàn)今也出現(xiàn)了光波爐這種烹調(diào)技術(shù)。日本就開發(fā)出一種遠紅外線蔬菜干燥裝置。根據(jù)蔬菜的不同種類和狀態(tài)采取不同的措施,在短時間內(nèi)將蔬菜烘干。這樣不僅減少了蔬菜營養(yǎng)成分的流失,且蔬菜的外形變化不大,用冷水或溫水侵泡后,蔬菜能很快的恢復(fù)原狀。該裝置既能生產(chǎn)出冷凍干燥食品相媲美的干燥蔬菜,且成本比熱風(fēng)干燥低很多。 4.遠紅外線烘烤食品:遠紅外線具有表面加熱均勻的性能,因此可用于烘烤食品。遠紅外烘烤食品的優(yōu)點在于不會產(chǎn)生類似膨化造成的內(nèi)外表面的水分分布不均勻、口感較差的現(xiàn)象,能使食物的內(nèi)外表面水分一致,口感好。常見用于炸魚,煎蛋等。 5.檢驗食品的營養(yǎng):利用遠紅外線分析食品營養(yǎng)成分是遠紅外在食品工業(yè)中的又一新應(yīng)用 6.在榨油業(yè)中的應(yīng)用:日本輕金屬公司成功的開發(fā)出遠紅外線釀酒器 3.3 中波紅外摻假技術(shù)的應(yīng)用 物質(zhì)在中紅外光譜區(qū)具有一定的吸收特性 3.4 高紅外加熱技術(shù)的應(yīng)用—光波爐 光波微波爐與傳統(tǒng)微波爐的工作原理不一樣,普通微波爐加熱(烹飪)由磁控發(fā)射的微波來完成,光波微波爐工作時分別選擇微波、光波或微波與光波組合等三種加熱方式。光波微波爐綜合微波自內(nèi)而外和光波自外而內(nèi)的加熱原理,使烹調(diào)者可根據(jù)食物的特點分別選擇微波、光波或微波與光波的組合等三種加熱方式。選擇微波和光波組合加熱時,光波源和磁控管可同時啟動,在數(shù)碼光波技術(shù)的作用下 4 總結(jié)和展望 紅外技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于食品工業(yè)各個領(lǐng)域 4.1新應(yīng)用領(lǐng)域及新儀器的開發(fā) 紅外技術(shù)的應(yīng)用將為儀器分析帶來一場革命 4.2標準規(guī)范化 不同地區(qū)的不同單位 4.3發(fā)展在線檢測及網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 在線檢測是及時解決生產(chǎn)中質(zhì)量問題的最有效途徑。光導(dǎo)纖維及傳感技術(shù)的發(fā)展使在線監(jiān)測成為現(xiàn)實