本期主題：食品微波加工技術
微波輔助酸消解法:有機食品基質中分離二氧化硅顆粒的挑戰
Analytical and Bioanalytical Chemistry ( IF 3.286 )
摘要
合成無定形二氧化硅是一種食品添加劑(E551)，其作為風味載體和抗結塊劑被廣泛應用于食品加工領域。直接測量懸浮或嵌入在復雜基質中的E551是很困難的，除非事先去除基質成分。因此，從基質中分離納米顆粒是其全面表征的第一步。
由于其復雜性，基質去除往往很關鍵，并可能導致硅顆粒的數粒度分布的改變。研究人員利用微波輔助酸性消解去除基質的方法分離工程硅納米顆粒，用單分散(尺寸標準)和多分散(E551)粒子加入到超純水和番茄醬中進行了方法論證
為了表征分離的納米粒子，選擇了非對稱場流分餾法(AF4)與多角度激光散射(MALS)和電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)。ICP-MS與超離心法相結合，可以快速、可靠地測定二氧化硅的溶解分數。
結果表明，微波輔助酸消解可部分溶解二氧化硅納米粒子。另外，在消化條件下，特別是pH值較低的條件下，顆粒的團聚強度較大。即使將懸浮液暴露在較高的超聲劑量下，也不能實現完全的去團聚。
這兩個發現的結果是，酸性消化后的顆粒大小分布不同于消化前的原始分布。根據歐盟委員會的建議定義，這一結果可能對材料是否是納米材料的評估產生影響。
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)
食品微波對流干燥綜述
Critical Reviews in Food Science and Nutrition
( IF 6.704 )
摘要
微波對流干燥(MCD)以其獨特的加熱能力和顯著縮短干燥時間、提高食品質量的能力而受到越來越多的關注。本文的主要目的是討論、分析和評價MCD的最新進展，并提出該領域的未來發展方向。
本文的研究重點是食品微波對流干燥的數學建模和實驗研究。討論了MCD數學建模的最新進展，分析了現有的實驗裝置及其優缺點。數學建模與實驗技術的適當結合是最大限度發揮干燥方法優點的最佳途徑。雖然關于該主題的研究正在大量進行，但仍然需要研究開發基礎建模，優化工藝參數和擴大該技術的工業應用。
總的來說，該綜述對MCD的最新發展及其數學建模方法提供了深入的見解，并有望為該領域的未來工作提供啟發。
Microwave-convective drying of food materials: A critical review. by C. Kumar, M. A. Karim (2017)
等離子弧在微波食品加工中的機理
Chemical Engineering Science ( IF 3.372 )
摘要
雖然家用微波爐進行食品加工時的電弧作用是眾所周知的，并具有重大的安全影響，但其理尚不清楚。本研究建立了電磁學、電動力學、傳熱與傳濕耦合的多物理三維數值模型。
該模型是多尺度的，在爐腔尺度上有電磁學和熱濕傳遞，而在較小尺度上有食物周圍區域的電動力學。通過量熱和溫度測量以及電弧再現性對模型進行了驗證。通過模型識別了電弧的時間演化及其影響因素。
電離和附著之間的平衡是在較低的電場強度下實現的，因此在較干燥的空氣中，電弧在較低的功率水平上發生。溫度越高，電弧形成的可能性越大，因為溫度越高電離作用的增強要大于附著作用的增強。少量食物也會增加起弧的幾率。樣品的幾何形狀、方向和放置在烤箱內也是重要的因素。根據最大電場值和溫度確定了導致電弧的條件。
這些閾值條件可為產品和工藝設計人員識別家用微波爐和其他微波設備的不安全情況提供參考。
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
計算評估食品托盤設計，改善微波輔助熱消毒加熱均勻性
Innovative Food Science and Emerging Technologies
( IF 4.085 )
摘要
微波輔助熱巴氏殺菌系統(MAPS)是一種食品加工技術，它利用不銹鋼制成的載體將預包裝食品移動到915mhz的單模微波腔內。本文研究了16盎司和10盎司食品包裝的金屬托盤的性能。
利用快波軟件建立仿真模型，分析了金屬食品載體對系統內部電磁場分布的影響。在中試系統中對土豆泥模型食品進行了計算機仿真驗證;采用基于化學標記的計算機視覺方法檢測樣品的加熱模式。
結果表明，不同設計的食品托盤可以改變電場分布，從而獲得相對均勻的腔內加熱模式。仿真結果還表明，磁控管頻率的變化并不影響含有金屬部件的載體加工食品包裝的加熱模式。結果表明，帶有移動金屬托盤的熱圖具有穩定、可預測的加熱模式。
工業相關性
微波透明材料如塑料被用于微波輔助熱滅菌(MATS)中食品包裝的運輸載體(Tang, 2015)。然而，聚合物在高溫處理條件下的壽命短，因此在工業環境中可能不適用。仿真和實驗結果表明，金屬托盤是微波加熱系統中預包裝食品運輸的一種有效途徑。本文所建立的仿真模型經驗證后，可作為一種快速、經濟、方便的工具來評估托盤托架的設計，從而實現微波的高效均勻加熱。
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輔助熱消毒模型
LWT - Food Science and Technology ( IF 3.714 )
摘要
模型食品是評價加熱模式和確定微波輔助熱消毒(MATS)食品冷熱點位置的有效工具。先前的研究都集中在高含水量的食物,對中等水分食物(0.2 - -0.6?g水/ g食物)的相關研究有限。
本研究的目的是開發大米模型食品，以模擬中水分食物的微波輔助熱消毒加工過程。米粉凝膠的最佳組合(RFG)模型食物?0.3 g / g米粉,?0.135 g / g木薯淀粉,?0.001 g / g黃原膠,?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。模型顏色參數的溫度敏感性可用于安全質量屬性建模;RFG模型 (11-31?°C)比RG模型(18-27?°C)有更大范圍的z值。驗證結果表明RG模型接收熱量超過RFG模型，分別相當于121℃熱處理60.3 min和6.5 min。RFG中水分模型食品經MATS處理后，其加熱模式與高水分模型一致。
本研究開發的食品模型可為微波技術開發中等水分食品提供參考。
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
間歇式微波-對流干燥食品的多相轉移模型:考慮收縮和孔隙演化
International Journal of Multiphase Flow ( IF 2.829 )
摘要
間歇式微波對流干燥（IMCD）是一種先進的干燥技術，在干燥過程中既提高了能源效率，又改善了食品品質。雖然對IMCD進行了許多實驗研究，但文獻中沒有完整的多相多孔介質模型來描述這一過程的物理過程。
食品干燥過程中液態水、氣體和固體基質的多相多孔介質模型可以深入了解IMCD過程。目前還沒有關于干燥過程中收縮和孔隙演化的IMCD模型。
本研究首先建立了具有收縮的多相多孔介質模型(IMCD2)，并與無收縮的IMCD模型(IMCD1)進行了比較。然后根據實驗數據驗證IMCD2的模擬溫度、水分含量、密度和孔隙率。本文還介紹和討論了IMCD過程中的蒸汽壓力和蒸發特性。
