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食品微波加工技术新进展

时间:2020-08-27 16:38   作者:admin 点击:

本期主题:食品微波加工技术

微波辅助酸消解法:有机食品基质中分离二氧化硅颗粒的挑战

Analytical and Bioanalytical Chemistry ( IF 3.286 )

摘要

合成无定形二氧化硅是一种食品添加剂(E551),其作为风味载体和抗结块剂被广泛应用于食品加工领域。直接测量悬浮或嵌入在复杂基质中的E551是很困难的,除非事先去除基质成分。因此,从基质中分离纳米颗粒是其全面表征的第一步。

由于其复杂性,基质去除往往很关键,并可能导致硅颗粒的数粒度分布的改变。研究人员利用微波辅助酸性消解去除基质的方法分离工程硅纳米颗粒,用单分散(尺寸标准)和多分散(E551)粒子加入到超纯水和番茄酱中进行了方法论证



为了表征分离的纳米粒子,选择了非对称场流分馏法(AF4)与多角度激光散射(MALS)和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)。ICP-MS与超离心法相结合,可以快速、可靠地测定二氧化硅的溶解分数。

结果表明,微波辅助酸消解可部分溶解二氧化硅纳米粒子。另外,在消化条件下,特别是pH值较低的条件下,颗粒的团聚强度较大。即使将悬浮液暴露在较高的超声剂量下,也不能实现完全的去团聚。

这两个发现的结果是,酸性消化后的颗粒大小分布不同于消化前的原始分布。根据欧盟委员会的建议定义,这一结果可能对材料是否是纳米材料的评估产生影响。

Challenges in isolating silica particles from organic food matrices with microwave-assisted acidic digestion by inducing resistance. by Otmar Geiss, Ivana Bianchi, Chiara Senaldi, Josefa Barrero (2019)

食品微波对流干燥综述

Critical Reviews in Food Science and Nutrition

( IF 6.704 )

摘要

微波对流干燥(MCD)以其独特的加热能力和显著缩短干燥时间、提高食品质量的能力而受到越来越多的关注。本文的主要目的是讨论、分析和评价MCD的最新进展,并提出该领域的未来发展方向。

本文的研究重点是食品微波对流干燥的数学建模和实验研究。讨论了MCD数学建模的最新进展,分析了现有的实验装置及其优缺点。数学建模与实验技术的适当结合是最大限度发挥干燥方法优点的最佳途径。虽然关于该主题的研究正在大量进行,但仍然需要研究开发基础建模,优化工艺参数和扩大该技术的工业应用。

总的来说,该综述对MCD的最新发展及其数学建模方法提供了深入的见解,并有望为该领域的未来工作提供启发。

Microwave-convective drying of food materials: A critical review. by C. Kumar, M. A. Karim (2017)

等离子弧在微波食品加工中的机理

Chemical Engineering Science ( IF 3.372 )

摘要

虽然家用微波炉进行食品加工时的电弧作用是众所周知的,并具有重大的安全影响,但其理尚不清楚。本研究建立了电磁学、电动力学、传热与传湿耦合的多物理三维数值模型。

该模型是多尺度的,在炉腔尺度上有电磁学和热湿传递,而在较小尺度上有食物周围区域的电动力学。通过量热和温度测量以及电弧再现性对模型进行了验证。通过模型识别了电弧的时间演化及其影响因素。

电离和附着之间的平衡是在较低的电场强度下实现的,因此在较干燥的空气中,电弧在较低的功率水平上发生。温度越高,电弧形成的可能性越大,因为温度越高电离作用的增强要大于附着作用的增强。少量食物也会增加起弧的几率。样品的几何形状、方向和放置在烤箱内也是重要的因素。根据最大电场值和温度确定了导致电弧的条件。

这些阈值条件可为产品和工艺设计人员识别家用微波炉和其他微波设备的不安全情况提供参考。

Mechanistic understanding of plasma arcing in microwave food processing. By C. Bianchi, A.K. Datta, F. Dughiero(2018)

DOI: 10.1016/j.ces.2018.10.006

计算评估食品托盘设计,改善微波辅助热消毒加热均匀性

Innovative Food Science and Emerging Technologies

( IF 4.085 )

摘要

微波辅助热巴氏杀菌系统(MAPS)是一种食品加工技术,它利用不锈钢制成的载体将预包装食品移动到915mhz的单模微波腔内。本文研究了16盎司和10盎司食品包装的金属托盘的性能。

利用快波软件建立仿真模型,分析了金属食品载体对系统内部电磁场分布的影响。在中试系统中对土豆泥模型食品进行了计算机仿真验证;采用基于化学标记的计算机视觉方法检测样品的加热模式。

结果表明,不同设计的食品托盘可以改变电场分布,从而获得相对均匀的腔内加热模式。仿真结果还表明,磁控管频率的变化并不影响含有金属部件的载体加工食品包装的加热模式。结果表明,带有移动金属托盘的热图具有稳定、可预测的加热模式。

工业相关性

微波透明材料如塑料被用于微波辅助热灭菌(MATS)中食品包装的运输载体(Tang, 2015)。然而,聚合物在高温处理条件下的寿命短,因此在工业环境中可能不适用。仿真和实验结果表明,金属托盘是微波加热系统中预包装食品运输的一种有效途径。本文所建立的仿真模型经验证后,可作为一种快速、经济、方便的工具来评估托盘托架的设计,从而实现微波的高效均匀加热。

Computational evaluation of food carrier designs to improve heating uniformity in microwave assisted thermal pasteurization. by Deepali Jain, Juming Tang, Frank Liu, Zhongwei Tang, Patrick D. Pedrow (2018).

DOI: 10.1016/j.ifset.2018.06.015

中等水分食品的微波辅助热消毒模型

LWT - Food Science and Technology ( IF 3.714 )

摘要

模型食品是评价加热模式和确定微波辅助热消毒(MATS)食品冷热点位置的有效工具。先前的研究都集中在高含水量的食物,对中等水分食物(0.2 - -0.6 g水/ g食物)的相关研究有限。

本研究的目的是开发大米模型食品,以模拟中水分食物的微波辅助热消毒加工过程。米粉凝胶的最佳组合(RFG)模型食物 0.3 g / g米粉, 0.135 g / g木薯淀粉, 0.001 g / g黄原胶, 0.005 g / g D-核糖,和0.559 g / g 水,大米,水的比例1:1.2  g / g和0.005 g / g D-核糖稻米(RG)模型。模型颜色参数的温度敏感性可用于安全质量属性建模;RFG模型 (11-31 °C)比RG模型(18-27 °C)有更大范围的z值。验证结果表明RG模型接收热量超过RFG模型,分别相当于121℃热处理60.3 min和6.5 min。RFG中水分模型食品经MATS处理后,其加热模式与高水分模型一致。

本研究开发的食品模型可为微波技术开发中等水分食品提供参考。

Developing model food systems with rice based products for microwave assisted thermal sterilization. By Thammanoon Auksornsri, Ellen R. Bornhorst, Juming Tang, Zhongwei Tang, Sirichai Songsermpong (2018)

DOI: 10.1016/j.lwt.2018.05.054

间歇式微波-对流干燥食品的多相转移模型:考虑收缩和孔隙演化

International Journal of Multiphase Flow ( IF 2.829 )

摘要

间歇式微波对流干燥(IMCD)是一种先进的干燥技术,在干燥过程中既提高了能源效率,又改善了食品品质。虽然对IMCD进行了许多实验研究,但文献中没有完整的多相多孔介质模型来描述这一过程的物理过程。

食品干燥过程中液态水、气体和固体基质的多相多孔介质模型可以深入了解IMCD过程。目前还没有关于干燥过程中收缩和孔隙演化的IMCD模型。

本研究首先建立了具有收缩的多相多孔介质模型(IMCD2),并与无收缩的IMCD模型(IMCD1)进行了比较。然后根据实验数据验证IMCD2的模拟温度、水分含量、密度和孔隙率。本文还介绍和讨论了IMCD过程中的蒸汽压力和蒸发特性。

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