房创民

[摘要]微波技术在油菜籽加工中的应用效果极佳，引起了相关人员的高度关注。如果在油菜籽压榨之前执行微波预处理操作，能够提升菜籽油中油菜籽多酚含量，最高提升量能够达到120倍。本文对微波加热在菜籽干燥中的应用进行总结，并围绕微波技术在油菜籽加工领域的应用情况展开深入的探讨，以此为后续工作的开展提供可靠依据。

[关键词]微波技术;油菜籽加工;干燥

中图分类号：TS224 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202005

实际波长范围为1mm～1m，频率范围为300MHz～300GHz的电磁波才能称之为微波。微波的热效应与传统加热方式存在明显的不同，并且在微波加热过程中，内部极性分子十分复杂，能够瞬间将电磁能转变成热能。另外，在实际微波加热操作中，实际热量会从物料内部向外转移，进而提升了微波加热的速度，提高了能量利用率。从我国发展角度来说，油菜籽属于重要的大宗油料作物，在加工过程中，应重点提升油脂的营养价值，这也是微波技术应用于油菜籽加工的主要目的。

1 微波加热在油菜籽干燥中的应用

其实油菜籽微波干燥时，涉及的操作阶段有很多，如加速、恒速和降低等。其中，加速阶段需要消耗的时间较短。通过油菜籽的微波干燥，内部温度的变化幅度越来越明显，主要阶段包括快速升温、降温和缓慢降温等。在具体的微波操作中，倘若实际物料温度处于100℃以下，油菜籽的水分蒸发将与实际指数下降规律保持一致。反观干燥过程，实际载荷循环等因素容易对油菜籽微波干燥速度产生影响，在具体执行微波操作时，如果处于荷载循环状态，最终收获的效果远比干燥状态明显。在微波区域中，为避免受热不均匀等问题出现，工作人员可以使用一些体积较小的容器。有了微波干燥技术的帮助，不仅能够控制酶的活性，还能有效发挥杀菌灭酶的效果。例如，如果将菜籽放在100℃的环境下微波10min，内部过氧化物酶和磷脂酶活性也会降到10%以下。

2 微波预处理对油菜籽结构的影响

油菜籽由胚芽、胚乳和种皮组成，其中占据重量最多的当属胚乳，大约占整个油菜籽的80%左右。在实际微波操作时，水分子的扩散以由内向外为主，这也使得油菜籽各个部位结构发生了很大的变化。在微波之前，油菜籽颗粒外观显得十分光滑且完整，当进行微波预处理后，油菜籽细胞膜边界呈现模糊状态，芥子酶细胞结构渐渐消失。在微波预处理工作结束之后，由于存在水分子溢出现象，细胞内通道渐渐增加，但如果水分降低到一定程度之后，细胞结构极易出现塌陷情况，外形上也无法保持完整。更为重要的是，水分子大量溢出之后，会为油滴提供更多的溢出空间，提高压榨过程中油脂的获得率。相比之下，当微波预处理工作结束之后，实际油菜籽得油率将提升28%左右。如果水分蒸发过度，油菜籽的细胞壁也会发生坍塌，出现很多新的粉末状物质，这是细胞破碎的结果，这些粉末会将出油通道堵死，降低出油率。研究人员Malgorzata[1]通过实验发现，油菜籽微波3min与微波7min的出油率相比，前者略高一些。

在整个微波预处理工艺的作用下，容易出现水分溢出的情况，此时油菜籽内部结构也会出现一些变化，从而避免了其他物质活性迁移的情况出现。更为重要的是，微波操作会释放较多能量，进而将活动物质的复合体破坏，释放出更多的游离型活性物质，这也是整个活性物质迁移的基本过程。

3 微波預处理对菜籽油微量成分的影响

从菜籽油构成角度来说，含量最多的当属不饱和脂肪酸，其中还涉及大量的微量营养成分，如植物多酚、维生素E等，菜籽油本身也具备较强的抗氧化能力。通过微波预处理，菜籽油中的多酚含量会相继提升，同时还能够提升菜籽油的压榨率，合理分布微量营养成分，强化活性物质向油脂迁移的能力，优化菜籽油风味。

3.1 微波预处理对菜籽油中多酚的影响

Koski等[2]从菜籽中分离出4-羧基-3，5-二甲氧基苯乙烯，由于是从菜籽中分离出来的，也被人们称之为菜籽多酚。该物质具备良好的抗肿瘤功效，能够避免炎症出现，阻断COX-60信号通路，抑制胃部肿瘤的扩散。当微波预处理操作执行结束后，菜籽中菜籽多酚含量也会发生明显的变化，最高可以提升120倍。很多研究人员通过研究得出以下结论：通过微波操作的执行，实际物质的形成温度能够达到160℃，随着时间的延续，菜籽多酚会表现出先提升，后下降的特点。之所以会出现上述现象，主要是因为菜籽多酚自身存在不稳定的情况，当温度逐步提升时，菜籽多酚降解速度会下降，生产速度提升较为明显，进而出现一些新的化学反应。杨湄等[3]对白菜型、甘蓝型、芥菜型油菜籽进行比较研究，以了解其中芥子酸和衍生物之间的迁移规律，发现随着微波处理时间的延续，菜籽多酚上升比较明显。菜籽中的芥子酸向油中的迁移率为1.4%～2.7%，菜籽多酚为56%～83%，芥子碱则全部处于粕中。

3.2 微波预处理对菜籽油风味物质的影响

借助于微波处理操作，能够有效降解菜籽中的硫苷类物质，研究人员对菜籽中硫苷的含量进行了深入的研究，将实际变化情况呈现出来。当实际微波预处理操作结束后，菜籽中酶细胞会渐渐消失;当微波时间延长之后，芥子酶钝化速度也会进一步提升;当微波时间超过6min之后，整个菜籽中的芥子酶活性将降到0，硫苷类物质含量大幅下降。延长微波时间，物料温度也会得到相应的提升，进而导致硫苷出现降解反应，其中低硫苷和中硫苷含量分别下降50%和53%。通过微波操作，菜籽油的风味可以得到有效改善，当微波处理6min之后，还会产生新的风味物质，即吡嗪风味，在优化口感上起到了十分重要的作用。反观没有经过处理的菜籽油，腈类化合物含量占比达到了6.1%，异硫氰酸酯占比93.9%。周琦[4]借助GC-MS-PCA实现对菜籽油微波过程风味物质的全面分析，在实际微波过程之中，0～3min会出现辛烷和乙醇;4～5min会出现二甲基硫醚，6min后彻底消失。

3.3 微波预处理对菜籽油中维生素E的影响

相关研究表明，油菜籽中维生素E的成分包括γ维生素E、α维生素E以及PC-8，其中γ维生素E和α维生素E的含量分别为60%～74%、26%～35%。当菜籽油微波处理工作结束之后，γ维生素E的含量会比之前明显提升，如比浸出油时提出了135%，比冷榨油提升了56%。除此之外，实际维生素E的含量也会呈现先增加后降低的特点，微波4min之后，生育酚总量会达到最高，增加比例为29%;微波7min之后，生育酚总量会有所降低，但比之前没有进行微波处理时高出24%。实际微波样品中的α维生素E的含量并不会有明显区别，差距始终维持在1%左右。PC-8在微波4min之后，含量提升幅度较为明显，在后续保持稳定[5]。

3.4 微波预处理对菜籽油中其他活性物质的影响

菜籽微波结束后，β胡萝卜素含量也会出现变化，即先增加，后降低。微波3min之后，β胡萝卜会达到最高状态，比之前提升了21.42%，随后开始降低;微波7min之后，会与之前没有进行微波操作的菜籽油保持同步。菜籽油中的叶黄素，随着微波时间的延续，含量越来越低，当微波7min之后，浸出油中的叶黄素比最初油样降低了49.82%。除此之外，菜籽油颜色之所以会发生变化，主要是因为是菜籽油中的β胡萝卜素会与蛋白质结合在一起，在加热过程中，蛋白质会出现变性情况，释放出更多的胡萝卜素。此时，β胡萝卜能够溶解于油脂之中，使β胡萝卜素上升的幅度越来越大[6-8]。

4 结 论

綜上所述，微波加工模式在油菜籽加工领域中得到了广泛应用，能够保证食用者的健康不受影响。但从实际的发展过程中能够看出，该项技术的普及率十分有限，前期投资也较高。为此，相关人员需要以理性的态度看待微波技术，绝不能出现微波辐射情况过于严重等问题。另外，整个菜籽多酚的转化机制并不明朗，人们还需要对菜籽多酚的形成条件和基础进行深入研究，为芥子酸和衍生物转化成菜籽多酚创造有利条件。

参考文献

[1]Malgorzata.Microstructure and enhanced volume density properties of FeMn78C8.0 alloy prepared via a cleaner microwave sintering approach[J].Journal of Cleaner Production，2020：262.

[2]Koski，Dai N，Wang X F，et al.Early-stage road property improvements of cold recycled asphalt emulsion mixture with microwave technology[J].Journal of Cleaner Production，2020：263.

[3]杨湄，何倩毓.微波加热技术在环境污染治理工程中的应用研究[J].中国资源综合利用，2020，38（4）：76-78.

[4]周琦.微波技术在环境治理中的应用研究进展[J].安全、健康和环境，2020，20（3）：33-37.

[5]王绍林.微波加热技术的应用[M].北京：机械工业出版社，2004.

[6]丁泽智，杨晚生.微波加热技术的现状与发展分析[J].南方农机，2019，50（5）：152.

[7]王成蓉，杨阳.一种高效、高均匀性的微波加热策略[J].真空电子技术，2019（5）：62-65.

[8]朱妞.微波技术在食品工业中的应用及研究进展[J].中国调味品，2011，36（10）：18-21+25.