第四章 食品加热新技术

二、水油混合式深层油炸技术
1.传统油炸技术与设备
传统油炸方式的缺点： 高温使油很快氧化变质，黏度升高，变黑褐色； 锅底积存食物残渣，会产生致癌物质，使食品
一、微波加热原理
外加电场变化频率越高，分子摆动越快， 产生的热量越多。 外加电场越强，分子的振幅越大，产生热 量越大。 微波频率915MHz：1s内9.15×108次电场变 换，分子频繁摆动，产生热量。
一、微波加热原理
由此可见微波加热是介质材料自身损耗电磁能量 而加热。
微波加热的一个基本条件是：物料本身要吸收微 波。
在食品加工中常用频率为915MHz-2450MHz。
微波加热的特点：
加热速度快； 加热均匀性好； 加热易于瞬时控制； 选择性吸收； 加热效率高。
微波用于食品加工始于1946年。
一、微波加热原理
被加热的介质是由许多一端带正电，另一端带 负电的分子（偶极子）组成。
在没有电场作用下，这些偶极子在介质中作杂 乱无规则运动。
（1）微波解冻过程和特点 （2）食品的微波解冻操作要点
微波的频率越高，加热速度越快，穿透深度越小； 微波的穿透深度还与温度有关； 块状食品应按大小和形状分类贮存，形状和大小 相同的食品应安排在同一批处理。
4. 微波杀菌
（1）食品微波杀菌的作用机理
热效应 非热生化效应
（2）食品微波杀菌的应用
2. 隧道式加热器
隧道式加热器式是连续式谐振腔加热器，可以 连续加热物料。 结构如P144图4-5和4-6所示。 这类加热器可用于木材干燥，奶糕和茶叶加工 等方面。
3. 波导型微波加热器
波导型加热器是在波导的一端输入微波，在另一端 有吸收剩余能量的水负载，这样使微波能在波导内无 反射地传输，构成行波场。 这类加热器又称为行波场波导加热器。形式如下： 开槽波导加热器(结构如P145图4-8所示） V型波导加热器（结构如P145图4-9所示） 直波导加热器（结构如P145图4-10所示） 这类加热器在合成皮革、纸制品加工中用得较多，在 食品加工中也有应用。
水是吸收微波很好的介质，所以凡是含水的物质 必定会吸收微波。
对于金属材料，电磁场不能透入内部而是被反射 出来，所以金属材料不能用微波加热。
一、微波加热原理
有一部分介质虽然是非极性分子组成，但也能在 不同程度上吸收微波，其原理可解释为这种物质分 子在微波场下发生弹性变形而生热。
另一类介质，它们基本上不吸收或很少吸收微波， 如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚砜塑料和玻璃、 陶瓷等，它们能透过微波，而不吸收微波，这类材 料可以作为加热用的容器或支撑物，或叫微波密封 材料。
质构。
2.油炸对食品的影响
油炸的持油率：不同的食品油炸后，产品的持油程度不同 。
油炸食品的持油率
油炸食品 持油率（％） 油炸食品 持油率（％）
油炸坚果 油炸土豆片
炸面圈
6 40 20～25
快餐食品 蔬菜类
方便冷藏食品
20～40 33～38 10～15
产品的持油率不能太高，否则不仅直接关系到耗油量 ，同时也直接影响产品的品质和风味。含油率过高的食品 也不受消费者欢迎，且影响产品的耐藏性。
3. 过热蒸汽的性质
与相同压力下的干饱和蒸汽相比 温度更高，比体积更大。 水分子运动更剧烈。 质量焓高，对加热有利。
二、产生过热蒸汽的设备
1. 对流过热器 2. 半辐射过热器 3. 辐射过热器 4. 电加热蒸汽过热器
三、过热蒸汽用于食品的干燥处理
过热蒸汽干燥法的工艺流程如P156图4-21所示。 与热风干燥相比： 被干燥物料温度高，物料内部毛细管中水分黏度 变小，水分迁移阻力小，物料内部水分蒸发所产生 的水蒸气的移动阻力小。 干燥速度快。 产品的含水率降得更低。 应用实例：芹菜、菠菜、洋葱、方便面等。
（3）脂溶性维生素的氧化；视黄醇、类胡萝卜素、 生育酚的变化；维生素C的氧化。
2.油炸对食品的影响
热对油炸食品的影响
油炸的主要目的是改善食品的色、香、味。这
些改善是通过美拉德反应和食品对油中挥发性物质
的吸附来实现的。其主要取决于以下因素： 炸用油的品质； 油的使用时间及其热稳定性； 油炸温度和油炸时间； 食品的大小和表面特性； 油炸后的处理。 这些因素都要影响食品的持油率和油炸食品的
选择频率主要考虑以下几个方面： 加工食品的体积和厚度； 加工食品的含水量及介质损耗； 生产量及成本； 设备体积。
加热器型式的选定主要根据：加工食品的形状、 数量及加工要求来选定。
三、微波加热技术在食品工业中的应用
1、微波烹调 2、微波干燥 3、微波解冻 4、微波杀菌 5、微波焙烤 6、微波膨化
传统的油炸工艺，油温在160℃以上，有时甚 至达到230℃以上的高温，如此高温显然对食品的 营养成分，特别是对一些热敏性物质有很大的破坏 作用。当然这种破坏作用是与油温和停留时间相对 应的。油炸对食品营养成分的影响和油炸食品的安 全性是人们所普遍关注的问题，在油炸工艺方面， 相继开发了水油混合式深层油炸工艺和低温真空油 炸工艺。
1. 干饱和蒸汽
如P153图4-16所示，当水达到饱和温度后 （b点），如果保持压力继续加热，则饱和 水开始汽化，此时比体积增大，而水温并 不升高，保持在饱和温度，直至完全变为 水蒸气，这时的水蒸气状态称作干饱和蒸 汽状态（d点）。
2. 过热蒸汽的概念
将干饱和蒸汽继续定压加热，蒸汽温度 就要上升而超过饱和温度，其超过的温度 值称为“过热度”，具有过热度的蒸汽称 作过热蒸汽。 过热过程吸收的热量称作过热热。
2. 过热蒸汽的概念
压力加大时，饱和水和干饱和蒸汽之间的距离 逐渐缩短。当压力增大到某一临界值时，饱和水 和干饱和蒸汽不仅有同样的压力和温度，还具有 相同的比体积和熵。这时，饱和水和干饱和蒸汽 之间的差异完全消失，这个点（c点）称为临界 点。这种特殊的状态称作临界状态。
对应于临界点的温度、压力和比体积分别称作 临界温度、临界压力和临界比体积。
二、微波加热设备
微波加热器按加热物和微波场
的作用形式，可分为：
驻波场谐振腔加热器 按结构型式，可分为：
行波场波导加热器
箱式、隧道式、平板式、曲波
辐射型加热器
导式和直波导式等。
慢波型加热器等
其中，箱式、隧道式、平板式常用。
1. 箱式微波加热器
箱式微波加热器是微波加热应用中较为普及的一种加 热器，属于驻波场谐振腔加热器。 用于食品烹调的微波炉是典型的箱式微波加热器。 结构如P143图4-3所示，组成部件有： 谐振腔 输入波导 发射板 搅拌器 这种微波加热器对加工块状物体较适宜，宜用于食品的 快速加热、快速烹调以及快速消毒等方面。
一、油炸的基本原理
1.油炸的基本概念和方法
油炸：以食用油为传热介质对食品原料进行加 热使原料成熟，并赋予原料独特风味的食品加 工过程。
影响食品油炸时间的因素： 食品原料的导热系数 ； 油的温度； 油炸的方法（浅层煎炸或深层油炸） ； 食品原料的厚度。
油炸的方法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
浅层油炸
深层油炸
四、过热蒸汽用于食品的膨化加工
过热蒸汽法膨化的概念：
膨 化 过 程 是 在 加 压 的 情 况 下 ， 将 物 料 加 热 到 100℃以上，然后突然消除所加压力，让物料处 于大气压力之下，这样，物料内部的水分急剧汽 化成蒸汽，从物料内部猛烈冲出，使物料膨胀。 简言之，膨化现象实质上就是利用物料的瞬间体 积膨胀力使物料膨松的现象。
第四章 食品加热新技术
第一节 微波加热技术 第二节 过热蒸汽应用技术 第三节 水油混合油炸技术 第四节 真空油炸技术
第一节 微波加热技术
一、微波加热原理 二、微波加热设备 三、微波加热技术在食品工业中的应用
微波加热
微波（micro wave）是一种频率为300MHz300GHz，波长为1mm-1m高频电磁波，其方向与大小 随时间作周期性变化。
比常规灭菌方法更能保留更多活性物质； 在包装前后均可进行； 既可固体物质消毒，又可液体物质消毒、灭菌； 产品的灭酶保鲜； 防止酶褐变。
5. 微波焙烤
优点：
产品营养价值高； 节省时间； 产品结构蓬松； 设备占地面积小。 适用于面包、糕点和多种饼。
6. 微波膨化
微波食品加工的主要单元操作
4. 辐射型微波加热器
辐射型微波加热器是利用微波发生器产生的微波，通 过一定的转换装置，再经辐射器（又称照射器、天线） 等向外辐射的一种加热器。
5. 慢波型微波加热器（表面波加热器）
是一种微波沿着导体表面传输的加热器。
6. 微波真空干燥箱
微波加热和真空干燥相结合的方法，更能加快干燥速 度。
7. 微波加热器的选择
常压深层油炸 真空深层油炸
2.油炸对食品的影响
热对油的影响
（1）食品所释放的水分和氧气同油接触时，油便氧 化生成挥发性的羰基化合物、羟基酸、酮基酸和环 氧酸。这些物质会产生不良风味并使油发黑。
（2）无氧情况下，油分子会聚合生成环状化合物和 高分子量的聚合物，这些物质使油的粘度上升，因 而降低传热系数和加剧食品的吸油，使油炸产品的 含油率升高。
过热蒸汽用于酿造原料的预处理。
五、过热蒸汽用于物料的瞬时杀菌
香料、小麦粉等粉状物料杀菌存在的问题： 难以实现均匀加热； 难以有效地杀灭细菌； 原料易黏在装置内并结块，难以工业化； 低水分物料加热时品质易恶化； 定量输送和装置内的流动困难。
第三节 水油混合油炸技术
一、油炸的基本原理 二、水油混合式深层油炸技术 三、水油混合油炸设备
1. 微波烹调
微波炉烹调食品优点：方便、快速，维 生素等营养成分损失少，鲜嫩多汁等。 微波炉烹调食品 微波炉方便食品
2. 微波干燥
优点：
厂房利用率高； 干燥速度快，时间短； 产品质量好； 卫生条件好； 节能。
微波冷冻干燥
3. 微波解冻
可用于肉、肉制品、禽肉、水产品、水果和水果 制品等的解冻。
当介质处于直流电场作用下，偶极子分子重新 排列。带正电一端朝向负极，带正电一端朝向正 极，杂乱无规则排列的偶极子，变成有一定取向 的有规则排列的偶极子。即外加电场给予偶极子 一定“位能”。
一、微波加热原理
介质分子极化程度越高，介电常数越大，介质储 存能量越多。 若改变电场方向，则偶极子的取向也随之改变。 若电场迅速交替改变方向，则偶极子也随之作迅 速摆动，由于分子热运动和相邻分子间的相互作用， 偶极子随外加电场方向改变而作规则摆动受到干扰 和阻碍，即产生类似摩擦作用，使分子获得能量， 并以热的形式表现出来，表现为介质升温。
3.炸用油
炸用油在使用前要进行质量检验，检验的指 标包括色泽、香味、游离脂肪酸、过氧化值、碘价 、发烟点和热稳定性等。使用后的油也要进行检验 ，指标包括：色泽、游离脂肪酸、碘价、发烟点、 三酰甘油脂和微量元素等。游离脂肪酸的升高，表 明有分解作用发生。为了减少分解作用，常添加一 些天然抗氧化剂（VE）和合成抗氧化剂（没食子酸 丙脂、丁基羟基茴香醚等。）
与 饱 和 水 蒸 气 相 比 ， 过 热 水 蒸 气 加 热时失去一定的热含量之后不要求变 成气凝水，从而克服饱和蒸汽直接加 热的稀释效应所带来的缺点。
与 热 空 气 加 热 相 比 ， 过 热 蒸 汽 具 有 传热阻力小和加热效率高的优点。
一、过热蒸汽的性质
1、干饱和蒸汽 2、过热蒸汽的概念 3、过热蒸汽的性质
在微波加热中，介质发热程度与微波频率、电磁 场强度、介质自身的介电常数和介质损耗正切值等 参数有关。
二、微波加热设备
主要由电源、微波管、连接波导、加热器及冷却系统等组成, 下图为微波加热体系示意图（P141图4-2）。
电源：提供直流高压电流； 连接波导：传输微波能； 加热器：加热物料；
微波管：将电能转换为微波能量； 冷却系统：微波管腔体和阴极冷却。
单元操作
主要目的
应用食品
热烫
失活致腐酶类
水果、蔬菜和茶叶
蒸煮
改善风味和结构
禽类和肉类
脱水
降低水分含量
面条和洋葱
消毒
杀灭微生物营养细胞
面包和酸奶
灭菌
杀灭微生物孢子
各种食品
调温
升高温度到冰点以下
冷冻食品
第二节 过热蒸汽应用技术
一、过热蒸汽的性质 二、产生过热蒸汽的设备 三、过热蒸汽用于食品的干燥处理 四、过热蒸汽用于食品的膨化加工 五、过热蒸汽用于物料的瞬间杀菌