[科普中国]-食品的远红外线加热

简介

当前红外技术已经在航天、航空及食品等多个领域中应用，人们按照红外光谱的不同波段将其应用到相关领域中。将近红外技术引入到食品工业中，主要目的是进行快速检测。例如，食品蛋白质含量检测、食品含水量检测等方面，中红外被应用于掺假检测中；而远红外则应用于加热与干燥中1，如果树脱水处理；高红外主要用来加热，光波炉就是高红外应用最典型的例子。

红外加热机理分析红外线辐射出的热量主要是利用电磁波的形式产生，上述提到红外波场按照范围可以分成 3 个不同波段，而红外加热技术应用于食品领域，主要以远红外辐射为主，很多食品主要在远红外波段的范围内进行辐射吸收。从原理上来看，通过红外实现加热，其实就是红外线辐射传导热量的过程，红外线本身具有一定穿透性，可以有效传递热能，当物体被红外线的照射时，会出现吸收、穿透等现象，进而对红外加热是否有效进行判断，红外吸收量越大，加热效果就越好。当红外线波长与被加热的物体一致时，被加热物体就会大量吸收能量，进而实快速加热的目的。

红外加热技术在食品加工中的应用红外加热灭酶谷物中含有很多影响其品质的酶类，消灭酶类将大大延长谷物的存放时间。目前谷物灭酶，酶抑制剂法、添加抗氧化剂法是最常用的 2 种方法，但是这两种方法的效果均不显著，为了满足谷物发展的需求，相关人员正在寻求新的灭酶方法。Kouzeh 等经过研究发现，对大豆进行红外辐照处理（60 s），95.5% 的脂氧化酶会失活，改方法与传统灭酶方法相比，不会降低大豆的品质。试验证明，在 30 ～ 40 ℃环境下，通过红外加热，可以抑制谷物中的α-淀粉酶和脂肪酶发生酶化反应，促进酶的灭活。

果蔬中含有蛋白酶、多酚氧化酶及脂肪氧化酶等，这些酶作为生物催化剂促进果蔬内部的生物化学反应，对果蔬的品质及贮藏产生了影响。例如，多酚氧化酶会引起果蔬褐变，对其外观品质造成影响；蛋白酶和脂肪氧化酶会加快果蔬劣变，还会使果蔬产生难闻的气味。因此，对果蔬进行冷冻、干燥之前应进行灭酶处理，可以延长其贮藏时间，提升其品质。相关人士利用马铃薯作为主要原料，对抑制酶促褐变的方法进行了研究，研究结果表明利用红外加热灭酶处理以后的马铃薯比传统方法处理过的马铃薯灭活率更高。

红外脱水干燥食品脱水干燥后，可延长贮存时间，运输也更加方便。传统食品干燥主要利用热风干燥的方式进行脱水处理，但这种方式干燥耗时比较长，同时还具有能耗大、污染严重的特点，因此急需找到一种无污染、高效、快捷的新型干燥技术。红外干燥技术在食品干燥中的应用优点非常多，如可以缩短干燥时间，提升能源利用率，产品受热更加均匀，产品质量比较高等，正是因为这项技术有以上优点，近年来已经在果树脱水产品加工过程中得到了广泛应用。

红外干燥技术的发展前景很广阔，但并不是可以应用于所有干燥过程。虽然物料干燥过程中热量从内向外产生，其干燥过程比较均匀。但是，因为红外线穿透的深度是有限的，因此其应用还存在一定局限性。试验证明，采用红外干燥技术对物体进行干燥，会使其膨胀，甚至破裂。所以，如果想要红外干燥技术应用更广泛，可以将其和其他干燥技术联合应用，这样可以有效解决其应用中的局限性。

红外加热技术前景作为新型的加热技术，红外加热技术具有传统加热技术不可比拟的优势，如节省空间、均匀受热、无污染等，正是凭借这些优势，在未来的食品加工领域，红外加热技术的发展前景将十分广阔。当前，我国对红外加热技术的应用尚处于起步阶段，尤其是食品红外加热方法的研究还与其他国家存在较大差距。因此，必须深入研究红外加热技术在食品加工方面的应用，加强这方面的理论研究和实际应用，并大力推广新型加热工艺，这是当前相关研究工作者的主要任务。此外，未来随着红外加热技术应用领域越来越广泛，必将会推动我国食品加工领域的持续性发展2。