高金明 葛珊 崔曉娜

摘 要：射頻的本質(zhì)是一種頻率介于3kHz到300MHz之間的電磁波。射頻穿透物體內(nèi)部時，通過激發(fā)物體內(nèi)部電離子遷移完成電能向熱能的轉(zhuǎn)換，最終產(chǎn)生加熱物體的效果。本文介紹了射頻技術(shù)的概念，技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)以及其在農(nóng)產(chǎn)品加工，食品安全加工等領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，并根據(jù)射頻技術(shù)所具備的穿透深度大，加熱可選擇性，含水率平衡等熱點(diǎn)，提出該技術(shù)在進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品干燥處理，殺菌滅蟲處理，熱處理時展現(xiàn)出的巨大潛力。

關(guān)鍵詞：農(nóng)產(chǎn)品；食品；射頻；干燥；殺蟲；滅菌

國外對于射頻技術(shù)在食品加工與農(nóng)加工領(lǐng)域的研究始于二十世紀(jì)四十年代，國內(nèi)射頻技術(shù)的應(yīng)用最初只集中于醫(yī)藥領(lǐng)域及輕工業(yè)領(lǐng)域。二十世紀(jì)八十年代末，射頻技術(shù)在餅干類食品制造中取得巨大成功。近年來，伴隨生產(chǎn)工藝的提升和相應(yīng)技術(shù)的進(jìn)步，射頻技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品加工，食品安全加工領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。此外，諸如計算機(jī)模擬技術(shù)，熱成像技術(shù)等新技術(shù)的進(jìn)步，也為射頻技術(shù)研究的進(jìn)一步深入提供了有利條件。

本文就射頻技術(shù)具備的特點(diǎn)及其在農(nóng)產(chǎn)品加工，食品安全加工中的應(yīng)用現(xiàn)狀和存在的問題進(jìn)行論述，提出未來的發(fā)展前景。

一、射頻技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

（一）優(yōu)點(diǎn)

相較于傳統(tǒng)加熱方式，射頻技術(shù)具備很多自身優(yōu)點(diǎn)。

首先，使用傳統(tǒng)加熱方式加熱物體時，能量由物體表面向內(nèi)傳到，整個加熱過程所需時間較長，且受熱物體表面溫度高于內(nèi)部溫度，加熱不均勻，而射頻能量能夠直接穿透物體內(nèi)部，由此帶來的加熱效果整體性強(qiáng)，且加熱均勻。

其次，傳統(tǒng)加熱模式容易導(dǎo)致受熱物體含水率降低，而具備含水率自平衡效應(yīng)的射頻技術(shù)則能夠確保整個加熱過程中受熱物體含水率具備均勻性。

再次，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，使用射頻技術(shù)進(jìn)行殺菌處理時，對物體自身的溫度要求較低，且殺菌時間較短。

最后，與微博加熱技術(shù)相比，射頻技術(shù)具備更大的穿透深度，尤其是面對大塊物體時，射頻技術(shù)加熱效果明顯優(yōu)于微波加熱技術(shù)，避免因邊角效應(yīng)產(chǎn)生的受熱不均勻現(xiàn)象。

此外，而采用射頻發(fā)射器的設(shè)備往往具備更高的功率，這就從根本上減少了設(shè)備所需發(fā)生器的數(shù)量，降低設(shè)備成本。據(jù)統(tǒng)計，工業(yè)射頻設(shè)備的投資只相當(dāng)于微波設(shè)備投資的一半。

（二）缺點(diǎn)

射頻技術(shù)加熱物體時容易出現(xiàn)熱偏移現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的根本原因是由于伴隨溫度升高，無聊內(nèi)部介電損耗因子體積逐漸增大，若此時物體內(nèi)部溫度不均勻，則射頻能量會向溫度較高的部分集中，造成局部過熱。由此可見，使用射頻技術(shù)加熱物體時，若物體自身磁場分布或初始溫度不均勻，則會影響加熱均勻性。但是，采用射頻技術(shù)的加熱系統(tǒng)自身磁場分布復(fù)雜性不高，其電磁場模式可以利用計算機(jī)加以模擬，以此避免熱偏移現(xiàn)象的出現(xiàn)。

二、射頻技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品和食品加工中的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

目前，射頻技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品加工及食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用主要以干燥技術(shù)，殺蟲殺菌技術(shù)，保鮮技術(shù)，烹制技術(shù)為主。其中，應(yīng)用最為成功的就是在餅干類制品生產(chǎn)過程中的干燥環(huán)節(jié)。已經(jīng)出現(xiàn)了能夠用于商業(yè)化生產(chǎn)，數(shù)量眾多，技術(shù)先進(jìn)的射頻干燥設(shè)備。研究表明，相較于傳統(tǒng)殺菌模式，采用射頻技術(shù)作為殺菌技術(shù)，對面包，火腿，通心粉都食物進(jìn)行處理，能夠有效殺滅其中的微生物，從而使得物品保質(zhì)期更長。射頻技術(shù)殺菌處理時間僅為傳統(tǒng)熱風(fēng)處理時間的三十分之一。而射頻技術(shù)對物體的初始化溫度要求更低。射頻技術(shù)還可以用于雞肉，牛肉等肉類的烹制。利用射頻加熱結(jié)合循環(huán)水加熱的方式處理牛肉，其所需加熱時間僅為傳統(tǒng)蒸汽加熱時間的百分之二十五且加熱后的牛肉制品不存在明顯差異。利用質(zhì)構(gòu)儀對樣品進(jìn)行測量，采用射頻加熱處理的牛肉韌性較蒸汽加熱牛肉低。而射頻處理雞肉樣品則比蒸汽加熱雞肉制品表現(xiàn)出更低的脂肪氧化率。射頻技術(shù)還能夠作為保險技術(shù)使用。以蘋果為例，射頻處理，脈沖處理，熱水處理等方式都能夠殺滅蘋果小卷蛾，而采用熱水，射頻聯(lián)合處理后，蘋果保鮮能力明顯提升。

三、射頻技術(shù)應(yīng)用中存在的主要問題

受限于研究早期測量技術(shù)的落后，測量方法的欠缺，導(dǎo)致圍繞射頻技術(shù)展開的研究工作具備較強(qiáng)的模糊性。

首先，研究射頻技術(shù)離不開物料介電性的研究。由于沒有全面的數(shù)據(jù)記載和標(biāo)準(zhǔn)化的理論，導(dǎo)致對射頻加熱過程中的能量轉(zhuǎn)換缺乏更深入的了解。

其次，與基于傳統(tǒng)殺菌方式產(chǎn)生的數(shù)據(jù)相比，利用射頻進(jìn)行滅菌處理能夠?qū)Ξa(chǎn)品保質(zhì)期和產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生影響的統(tǒng)計資料很少，無法做出鮮明對比。

第三，目前，對于射頻加熱過程中的數(shù)值實(shí)施的測量，統(tǒng)計，計算，模擬等工作深入程度不夠，導(dǎo)致對于加熱過程中物體內(nèi)部溫度分布等情況無法進(jìn)行更準(zhǔn)確的把握，直接影響到生產(chǎn)工藝的優(yōu)化及產(chǎn)品品質(zhì)的提升。

最后，射頻加熱過程中，由于受到尖角效應(yīng)的影響，物體邊角處容易出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，需要結(jié)合循環(huán)水處理，機(jī)械攪拌等方式予以解決。

此外，當(dāng)前已經(jīng)商業(yè)化應(yīng)用的射頻加熱設(shè)備大多用于餅干等焙烤制品的干燥，設(shè)備存在射頻場均勻性差等缺點(diǎn)，需要進(jìn)一步提高電感布局。

四、結(jié)語

作為全新的熱處理技術(shù)，射頻技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品加工，食品生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸深入。尤其表現(xiàn)在食品干燥，殺蟲殺菌處理，肉制品烹制等方面。射頻技術(shù)能夠?qū)κ称芳庸ぶ惺褂玫膫鹘y(tǒng)工藝做出有效改進(jìn)。伴隨社會發(fā)展，人類所具備的食品安全意識逐漸提升，對食品品質(zhì)有了更高的要求，因此，射頻技術(shù)的發(fā)展前景十分廣泛。但應(yīng)當(dāng)明確的是，當(dāng)前射頻技術(shù)理論體系缺乏完善性，射頻技術(shù)加工工藝還處于起步階段，需要科研人員繼續(xù)努力研究。

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作者簡介：

高金明（1980-），男，漢族，山東煙臺人，碩士，講師，主要從事食品加工、食品質(zhì)量與安全教學(xué)工作；

葛珊（1981-），女，漢族，山東濰坊人，中學(xué)一級，碩士，主要從事生物教學(xué)工作；

崔曉娜（1980-），女，漢族，河北人，講師，碩士，主要從事食品檢驗(yàn)、食品質(zhì)量與安全教學(xué)工作。