微波是一种波长在1～1000mm范围(其相应的频率为300～300000MHz)的电磁波。由于微
波的频率很高，在某些场合也称为超高频。近年来，微波作为一种能技术，广泛应用于对食
品进行加热、脱水干燥、烘烤、杀菌及酶的失活等方面。
为了防止民用微波对军事微波雷达和通讯广播的干扰， 国际上规定民用微波有四个波段
即433.92MHz、915MHz、2375MHz和2450MHz。目前915MHz和2450MHz已广泛为微波加热所采用，
另外两个较高频率还没有较大功率的发生设备， 仅在小功率情况下如测湿仪等科研实验中应
用。
微波加热技术是利用电磁波把能量传播到被加热物体内部， 加热达到生产需求的一种技
术。由于具有高频特性，它以每秒数十亿次的惊人速度进行周期性变化，食品物料中的极性
分子(如水分子、蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸等)在吸收微波能之后，改变了其原有的
分子结构，表现出呈方向性排列的趋势。当电场发生变化，就会引起分子的转动，导致分子
之间频繁的剧烈碰撞，从而产生大量的摩擦热，导致食品在短时间内温度迅速升高、加热或
熟化。
另外， 微波还可以使物料中的病原菌等微生物受到极性转动和无极性热运动的作用， 其
排列状态和运动规律也发生改变，因而微生物体内的蛋白质变性失活，核酸氢键松弛、断裂
或重组，其正常的代谢、增殖和遗传受到干扰或破坏，最终达到抑制或杀死病原菌的目的。
一、食品微波加热技术
(一)微波加热的原理
微波加热意味着微波与食品物料直接作用， 将微波的电磁能转变为热能的过程。 在微波
加热过程中，水是引起食品物料加热的主要成分。当将食品放在电磁场中时，其中带电荷的
小分子就有呈方向性排列的趋势， 当电场方向变化时就会引起水分子的转动。 当频率足够高
时，水分子发生高速运动、往复振动、彼此间频繁碰撞、摩擦，一方面使微波能转变为热能，
以热的形式在物料内表现出来，导致物料在短时间内升温，另一方面，将引起蛋白质变性。
(二)微波加热的特点
传统加热是将热量从外部传人物料内部， 由表及里需要一定时间，物料的传热性能越差，
加热速度越慢，受热不均匀，且耗能高。微波加热技术克服了常规加热先加热环境介质，再
传导至物料的缺点，既不需要传热介质，也不利用对流，食品与微波相互作用而瞬时穿透式
加热，称为内部加热法。微波加热具有如下特点：
1.加热速度快微波加热不需要热传导，微波可以穿透食品物料内部，加热速度快，时间
短，仅需传统加热方法的1／10～1／100的时间。
2.低温灭菌，保持营养微波加热是通过热效应与非热效应(生物效应)共同作用灭菌， 因
而与常规加热灭菌比较，具有低温、短时灭菌的特点，不仅安全可靠，且能保持食品营养成
分不被流失和破坏，有利于保持产品的原有品质，营养素及色、香、味损失较少，有利于对
维生素c、氨基酸的保持。实验表明：晒干的鲜菜其叶绿素、维生素等营养成分仅剩3％，阴
干可保持17％，热风快速干燥可保持40％，微波干燥则能保留60％～90％，微波升华干燥则
可保留新鲜时的97％。
3.加热均匀性好由于微波加热是内部加热， 因此不论食品物料的形状如何， 都能均匀渗
透微波产生热量， 具有自动平衡的性能， 均匀性大大改善，可避免外焦内生、 外干内湿现象。
4.加热易于瞬时控制微波加热可以立即发热和升温，易于控制，热惯性小，易于自动化
控制。
5.节能高效微波加热时，被加热物体一般放在金属制造的加热室内， 加热室对微波来说
是个封闭的空腔，微波不能外泄；外部散热损失少，只能被加热物体吸收，没有额外的热能
损耗，因此加热效率高，节能节电，一般可节省30％～50％。
二、食品的微波干燥技术
(一)微波干燥特点和机制
食品物料因储存、 运输或其他目的常需要干燥脱水。 微波干燥方法可分为常压微波干燥、
微波真空干燥和微波冷冻干燥。微波干燥的特点主要有以下几个方面：
1.由内向外干燥微波干燥过程中首先在物料内层形成干燥层， 然后由里层向外扩展， 这
主要是因为微波能透人物料内部被吸收，其微波能量瞬时转为热能，使物料整体升温(包括
里层物料及其所含有的水分温度)。此时，里层水蒸气压力骤升，驱动水蒸气向物料表层排
出。因此，物料里层首先出现干燥层，并逐渐向外层扩展。而一般干燥方法是食品外部首先
受热，食品表面先干燥，然后是次外层受热、干燥。微波加热是内部加热，物品的最内层首
先干燥，最内层水分蒸发迁移至次内层或次内层的外层，这样就使得外层的水分越来越多，
所以随着干燥过程的进行，其外层的传热系数不仅没有下降，反而有所提高。因此在微波干
燥过程中，水分由内层向外层的迁移速度很快，即干燥速度比一般的干燥速度快很多。
2.脱水后期干燥在低含水量(小于5％)的物料干燥过程中，微波干燥较常规干燥方法效
率高。微波干燥尤其适用于一般干燥脱水的后期干燥处理。
3.微波干燥节能采用微波加热技术对物料加热时， 物料吸收微波能的量远大于微波加热
区设备部件(箱体)对微波能的吸收。因此，物料温升远大于箱体，即意味着微波加热设备能
量利用率远大于常规加热设备。
(二)微波真空干燥技术及应用
微波真空干燥技术是以微波加热为加热方式的真空干燥。 对于一些热敏性材料， 宜在低
温下干燥，采用微波真空干燥不仅可以降低干燥温度，而且还可大大缩短干燥时间，有利于
产品质量的进一步提高。微波真空干燥主要用于对果汁、谷物和种子的干燥。草莓、木莓采
用微波真空干燥时，其维生素C的保存率高于90％；对于果汁中的挥发性风味物质的保存情
况，微波真空干燥的效果好于喷雾干燥和冷冻干燥，因为喷雾干燥温度较高，而冷冻干燥时
问较长。
微波真空干燥技术除了用于浓缩果汁以外，还可以对蔬菜、水果进行低温干燥，较好的
保持了蔬菜水果的色泽、风味和维生素成分。制作蔬菜干粉末的工艺流程是：将新鲜蔬菜原
料洗净去杂，然后在沸水中浸烫1分钟左右捞起，再浸泡于温水中去涩味，然后切段、离心
脱水。将沥水后的原料在24kW功率、6.6kPa真空状态下干燥-120分钟，然后将功率降至12kW，
再干燥60分钟，使原料含水量降低为30%。紧接着进行热风二次干燥，把原料水分降至7%，
最后经粗磨、细磨，粉碎成粉末。
三、微波处理对食品营养成分的影响
已有研究报道，微波技术处理食品物料内维生素B1、维生素B2及维生素C的变化情况，以
及微波处理过程中食品物料内维生素c、维生素E及脂肪酸的变化。其研究均提出，微波技术
处理食品物料中的营养成分会减少，但是与传统的一些加工方法(如热烫、 巴氏杀菌等)相比
较，物料营养成分仍能有较多的保留。
(一)对食品中蛋白质的影响
微波处理对牛奶中蛋白质含量的影响并不大， 对酱油中氨基酸也无破坏分解作用， 而且
适当的微波处理还能提高大豆蛋白的营养价值。
微波烧烤面包与传统焙烤方法比较，可以提高食品蛋白质的营养价值， 微波处理鱼制品
时，其不溶性蛋白无明显变化，但新出现了两种高分子量可溶性蛋白，它们可能是微波处理
过程中可溶性蛋白通过二硫键形成的二聚物或多聚物。
(二)对食品中脂肪的影响
适当的微波处理不会破坏脂肪酸的营养价值。 但处理时间太长或强度太高， 可能引起游
离脂肪酸的过氧化反应。大豆经微波处理后，其总脂类含量明显增加，15种甘油三酯分子均
未受到破坏，大豆脂肪酸组成在数量和质量上也无明显变化。以海水鱼为原料的试验显示，
适当的微波加热并不会改变其脂肪酸的组成，其不饱和脂肪酸也不会受到破坏。 微波加热可
显著降低大豆脂肪氧化酶的活性，因此，提取大豆油时，在碾磨之前先用微波进行预处理，
将有助于防止大豆中富含的不饱和脂肪酸被脂肪氧化酶所氧化，最终提高大豆油的营养价
值。
(三)微波处理对食品中碳水化合物的影响
食品中的碳水化合物在微波环境中会发生一系列反应，如美拉德反应、糖的焦化等。微
波处理的甘薯中乙醇溶性的碳水化合物总含量、 还原糖类及糊精含量均比对流炉处理的甘薯
少，而淀粉含量则恰好相反。
(四)微波处理对食品中维生素的影响
由于微波加热的时间短而效率高， 十分有利于最大限度地保存食品的维生素， 尤其对于
维生素C等热敏性维生素的保存。
1.维生素c微波烹调蔬菜的维生素c保存率远高于煤气加热烹调的蔬菜。 微波烹调的加热
时间短而热效率高，因而对热敏性维生素c的破坏相应较小。
用微波能对不同的蔬菜进行热处理，维生素c的含量几乎不受影响。蔬菜无水微波烹调
与传统方法的比较表明， 无水微波烹调更有利于维生素的保存； 微波处理时间的长短对维生
素的保存有较大影响。因此，在进行微波加热时应严格控制加热时间，保证维生素有最大的
保存率。
2.维生素B1和维生素B6维生素B1和维生素B6同属B族维生素中的热敏性维生素，在传统的
食品加工过程中很容易遭到破坏。 利用微波烘烤制品中， 维生素B1和维生素B6能很好的保存。
3.维生素E适宜的微波加工能保留大豆种子中的90％的维生素E，明显优于传统加工方
法。随着微波加热时问的延长，植物油中维生素E的含量下降，其下降幅度随脂肪酸的种类
不同而不同。微波过度加热可使油发生水解作用，使游离脂肪酸含量增大，其容易发生过氧
化反应，生成自由基，引起维生素E降解，从而导致维生素E的损耗增加。游离脂肪酸越多，
碳链越短，不饱和程度越高，则植物油中维生素E的损耗量越大。
另外，微波作用会导致维生素E的抗氧化活性降低。主要由于微波导致植物油中饱和脂
肪酸降解及不饱和脂肪酸氧化， 从而油脂中自由基和过氧化物增多， 易与维生素E发生反应，
使其失去抗氧化功能。
四、远红外加工技术
所谓远红外是指工业上波长为2.5～1000μm的电磁波，很多物质对波长在3～15μm范围
的红外辐射有很强的吸收带。利用远红外辐射作为加热源，可以更充分利用热能，而且产品
的质量有显著的提高。
(一)原理
构成物质的基本质点是电子、 原子或分子， 这些质点即使处于基态都在不停地运动着—
—振动或转动，而且这些运动都有自己的固有频率。当采用某个频率的红外线辐射时，如果
红外线的频率与基本质点的固有频率相等， 则会发生与振动学中共振运动相似的情况， 质点
会吸收红外线并使运动进一步激化； 如果二者的频率相差较大， 那么红外线就不会被吸收而
可能穿过。对红外线敏感的物质，其分子、原子吸收红外线后，不仅会发生能级的跃迁，也
扩大了以平衡位置为中心的各种运动的幅度，质点的内能量加大，物体温度升高，即物质吸
收红外线后，产生自发的热效应。由于这种热效应直接产生于物体的内部，所以能快速有效
地对物质加热。
(二)远红外技术在食品工业中的应用
1.食品的远红外干燥由于远红外加热具有加热迅速，吸收均一，加热效率高，化学分解
作用小，食品原料不易变性等优点，因此对于热敏性物质的干燥表现出独特的优势。远红外
加热已用于蔬菜、水产品，如鱼、藻类等的干燥。产品的营养成分保存率比传统的干燥方法
有显著提高，并且干燥时间大大缩短。另外，远红外干燥过程中还兼有杀菌作用，产品的货
架寿命可以延长。
远红外干燥有利于食品中营养成分的保留。 菠菜在70℃下，经3～lOμm波长的远红外干
燥，其产品的维生素C的残存量为一般电热干燥产品的2倍。另外，无论是生肉还是烹调好的
熟肉，远红外干燥的制品的感观效果均较佳。
2.食品的远红外焙烤远红外加热焙烤具有加热速度快和表层加热效果好的特点， 且可与
微波焙烤结合起来使用，在微波焙烤之后，加上远红外加热处理，焙烤制品的色泽和香味均
有满意的效果。 远红外加热在饼干、糕点等面糖制品和肉类制品等的焙烤中已应用得相当普
通。在鱼肉油炸和煎蛋的加工中，使用远红外加热技术均可改善产品的品质、节约时间及成
本。
3.食品的远红外杀菌远红外线照射到待杀菌的物品上， 传热直接由表面渗透到内部， 因
此不仅可用于一般的粉状和块状食品的杀菌， 还可以用于坚果类食品如咖啡豆、 花生和谷物
的杀菌和灭霉以及袋装食品的直接杀菌。
