葡萄干射频杀菌技术研究

陈涛

洽洽食品股份有限公司 安徽合肥 230601

葡萄干的制作需要经过暴晒这一步骤，然而，这一步骤的卫生条件很难保证，如若处理不当便会滋生大量细菌。所以，在葡萄干的后续加工应该对此问题作出处理，避免顾客在食用葡萄干时出现食品安全问题。目前，葡萄干杀菌技术主要包含了热杀菌、超高压杀菌、超声波杀菌、脉冲光杀菌、辐照杀菌、射频杀菌等。接下来，笔者主要针对射频杀菌技术进行分析。

1 研究思路

选用葡萄干为研究对象，通过试验的方法对葡萄干的介电特性、射频加热、杀菌工艺进行研究。分析频率、温度、水分含量对于葡萄干的介电特性的影响，探究转速、水分含量、极板间距在射频加热过程中的变化趋势，结合射频杀菌、保温实验、理化指标确定最优杀菌工艺，并展望其在工业生产中应用的可行性。

2 研究方法

2.1 介电特性

在对葡萄干的介电特性进行研究时，主要利用末端开路同轴探头与阻抗分析仪进行试验，将水分含量、温度、频率作为试验的调节变量，利用非线性回归的方法分析在不同条件下介电常数与耗损因子的变化。其中，可以将葡萄干水分含量设定在12%、18%、24%，温度设定在25℃、50℃、70℃、90℃，频率设定在27.12MHz、40.68MHz、915MHz、2450MHz。

2.2 射频加热

在对葡萄干进行射频加热的操作时，可以将电机转速、极板间距、葡萄干的水分含量作为变量，对于升温速率与加热的均匀性进行分析，通过曲线图的对比获得最优的射频加热条件。其中，可以将转速设定为0r/min、20r/min、40r/min、60r/min；极板间距设定为16cm、17cm、18cm；水分含量设定为12%、18%、24%。

2.3 杀菌工艺

在对葡萄干的杀菌工艺进行研究时，可以通过改变射频加热的温度与保温时间对不同的杀菌工艺进行研究，从不同杀菌工艺对于葡萄干色泽、感官以及理化指标的结果分析比较出杀菌效果更好的工艺。其中，可以将射频加热温度控制在60℃、70℃、80℃，保温时间控制在0min、5min、10min、15min。

3 结果与分析

3.1 介电特性结果分析

根据对试验结果的分析不难发现，水分含量、温度、频率是对葡萄干介电特性影响最深的因素。从水分含量的影响角度来说，在温度条件与频率条件不变的情况下，介电常数与损耗因子会随着葡萄干中水分含量的增加而提升。究其原因，葡萄干中水分含量低，其主要为束缚水。当葡萄干中水分含量增加时，束缚水便会向自由水进行转化，如此一来，便增加了葡萄干对于离子的传导性能，即介电特性会有所提升。从温度的影响角度来说，在水分含量、频率条件一定的情况下，介电常数与损耗因子会随温度的升高而提升。通过具体分析可知，在水分含量不同的前提下，温度变化会对介电常数损耗因子的变化产生一定的影响。如：当葡萄干水分含量为12%时，介电常数、损耗因子会随温度的升高而增长明显[1]；当葡萄干水分含量为24%时，介电常数、损耗因子的增长速率趋于平缓。从频率的影响角度来说，频率能够影响到射频杀菌的穿透深度，当频率低时，波长相对较长，穿透深度自然更长，有利于对物料进行杀菌操作。

3.2 射频加热结果分析

从转速对于射频加热结果进行分析，在控制极板间距、葡萄干水分含量相同时，每分钟20转的升温速率最快，而每分钟0转的升温速率最慢。当转速确定在每分钟0转时，葡萄干的受热并不均匀，呈中间温度高、边缘温度低的态势。而转速为每分钟20转、40转、60转时，便不会出现此类现象。如若进行深入探究可发现，当转速为40r/min时，射频加热的均匀性最佳。究其原因，转速过低葡萄干达不到均匀受热的效果，而转速过高则可能由于离心作用发生中空现象。从极板间距对于射频加热结果进行分析，随着时间的增长，极板间距愈小，物料的升温速度愈快。实验结果表明，当极板间距为16cm时，物料温度在280s后可达到80℃；而极板间距为18cm时，同等时间内物料温度仅能达到53℃。所以，接下来的试验可以将转速为40r/min，极板间距为16cm作为前提条件。从葡萄干水分含量对射频加热结果进行分析，含水量高的物料在相同时间内可达到的温度愈高，再结合射频加热的均匀性的条件，可以得出18%含水量的葡萄干更适合射频加热杀菌技术[1]。

3.3 杀菌工艺结果分析

杀菌温度与保温时间对于杀菌工艺效果的影响是显著的。就杀菌温度来说，射频杀菌的温度越高，所取得的效果越佳。当温度达到60℃时，射频杀菌工艺未能取得明显的效果，无论是菌落总数还是霉菌数量都无太大变化。当温度达到70℃时，射频杀菌工艺可以取得一定的效果。当温度达到80℃时，射频杀菌工艺的效果十分明显。就保温时间来说，在杀菌温度为60℃的条件下，杀菌效果会随着保温时间的延长而产生一定的效果，但是菌落数量并无显著变化。在杀菌温度为70℃的条件下，杀菌效果会随保温时间延长而取得明显效果。在杀菌温度为80℃的条件下，葡萄干的菌落数量会瞬间下降，且不会随时间变化发生明显变化，留存的细菌均为耐高温细菌。除此之外，在对射频杀菌70℃，保温5min、保温10min以及射频杀菌80℃，保温0min三种杀菌工艺的试验对比中可知，射频杀菌70℃、保温5min的杀菌工艺与未经杀菌处理的葡萄干相比色泽差异最小，更适合在生产中进行使用。同样，除射频杀菌70℃、保温10min的杀菌工艺外，另两种杀菌工艺处理过的葡萄干的营养价值更高。综合来看，在实际生产中可以选择将杀菌温度设定在70℃、保温时间设定在5min[2]。

4 结语

综上所述，笔者在文中以葡萄干作为主要研究对象，对于射频杀菌技术进行了深入讨论。通过对葡萄干进行介电特性、射频加热、杀菌工艺的相关试验，在完成试验数据的分析后，得出射频杀菌技术对于葡萄干杀菌来说是一种高效的技术的结论，并结合该结论促使其能够在葡萄干的生产中对此项技术加以运用。