磁场技术在食品保鲜及食品加工中的应用

磁场技术在食品保鲜及食品加工中的应用

史易明

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摘要：磁场技术作为一种新型非热加工技术，且因其良好的生物相容性，目前逐渐应用于食品领域。磁场除了用于冷藏及冷冻食品保鲜外，还可以用于辅助腌渍、红酒催陈、发酵等食品加工领域。本文就磁场技术在食品保鲜及食品加工中的应用进行探讨，以期深入分析磁场的应用及原理。

关键词：磁场；保鲜；食品；应用

引言：随着食品工业的发展及国家绿色节能的要求，食品保鲜及加工技术越来越趋向于物理非热加工及冷处理技术，除了超高压、超声波、电场技术外，研究较多的就属磁场技术。由于磁场对水分子、对微生物细胞、对带电粒子等多种物质及其结构均有影响，因此催生了许多基于磁场的食品保鲜及加工技术。目前磁场主要分为静磁场、交变磁场、脉冲磁场、脉动磁场等。不同磁场方式在不同领域均有研究，以下主要从磁场用途维度对此进行详细分析。

磁场技术在冷冻食品保鲜中的应用

大量研究表明，磁场可以抑制食品冷冻过程中大冰晶的形成，因此食品内部更易形成细小的冰晶，从而更好保护食物品质及口感，促进食品保鲜。这主要是由于磁场对水分子有磁化作用，被磁化的水分子粘度及缔合度降低、活性增大，因此更不容结冰，食物整体冰点降低；且团簇结构变小导致其更易形成细小的冰晶[1]。冷冻食品低冰点及细小的冰晶正是其保持品质的重要原因，在冷冻过程中，小冰晶相比大冰晶更不容易刺破细胞，从而可有效保持食物细胞中的营养成分及风味成分，大大提升冷冻食品保鲜效果。

磁场在冷冻肉类保鲜中的研究

磁场在辅助肉品冷冻方面有较多研究，有文献研究畜禽肉（牛肉、猪肉等），水产海鲜（鲤鱼、鲭鱼等）在0.05~15mT磁场辅助-18℃冷冻条件下，肉品冻结时间均显著缩短，品质显著提升，其中牛肉冻结时间缩短36.7%，同时解冻汁液流失率及肉类挥发性盐基氮值明显降低。此外还有文献研究表明，1 mT交变磁场作用下冷冻的猪肉和牛肉，其冰点值分别较对照组下降了0.9℃、0.5℃，且肉品色泽和感官品质均更佳[2]。

磁场在冷冻果蔬及面制品中的研究

针对于常见的季节性水果（如杨梅、荔枝、龙眼等）和常见的抗冷冻蔬菜（如玉米粒、青豆、胡萝卜粒等），目前主要处理方式为将其加工成冷冻果蔬，方便随时进行食用与烹饪。有研究表明，在其冷冻过程中，无论是施加静磁场还是交变磁场，均可显著影响冰晶尺寸，减少冰晶面积。还有研究显示，磁场辅助冷冻可延缓豆角细胞衰老进程，保持豆角新鲜感，豆角叶绿素减少量较普通冷冻组明显降低。

此外，磁场在辅助冷冻面团及冷冻熟面条过程中均发挥巨大作用。首先磁场保持了冷冻面团中的冰晶尺寸，同时又可以保持面团中谷蛋白在贮藏时二级结构的稳定性，此外磁场还能长时间保持冷冻面团中酵母活性，因此，使用磁场辅助冷冻的发酵面团发酵后的面包，其口感更加蓬松柔软、细腻。

磁场技术在冷藏食品保鲜中的应用

磁场在冷藏果蔬保鲜中的研究

除了应用于冷冻食品保鲜外，在果蔬冷藏过程中施加磁场，也能产生一定的有益作用。有文献研究显示，一定强度静磁场处理番茄1 h，其柠檬酸等果酸含量降低48%左右，同时改善了番茄口味[3]。此外，磁场处理会影响果蔬中多酚氧化酶活性，使其钝化失活，从而起到防止果蔬及果蔬汁色变，延缓色泽变化的作用。

磁场在冷藏肉品保鲜中的研究

部分学者把磁场应用在冷藏肉品保鲜过程，发现2 mT交变磁场对冷藏草鱼片和牛肉贮藏品质有一定影响，其中，磁场处理组鱼片及牛肉微生物数量较冷藏对照组有所降低，且保鲜品质明显提升。（表现为较低的TVB-N值、TBARS值及特征性腐败胺类含量）

磁场技术在食品加工中的应用

除了用于冷藏及冷冻食品的保鲜，磁场在食品加工领域也有较多应用。其中，由交变磁场产生的电场可对带电粒子运动产生加速作用，因此可对肉类、蔬菜类、蛋类等的腌渍液产生作用，从而加速腌渍过程。磁场对酵母及米曲霉的生长、发酵、代谢的影响作用可使酱油、鱼露、啤酒等发酵效果提升，发酵周期缩短。磁场对极性分子的作用可使酒类催陈熟化。

磁场在蔬菜及蛋类腌渍中的研究

在交变磁场或旋转磁场作用下，盐分可加速向多孔状原料渗透，从而加速腌制进程。有研究表明，在磁感应强度0.2T、腌渍液流速0.06 m/s条件下腌制芥菜，可在180 min内使食品表层盐分达到饱和。而使用交变感应电场（电压 3 V/cm）结合旋转磁场（0.09 T），可实现咸鸭蛋快速腌制，蛋清、蛋黄盐分最高各自达 5.73%和 0.79%，蛋黄出油率达 17.84%，较常规腌制和真空腌制均有显著提高（P<0.05）[4]。

磁场在酒类催陈中的研究

葡萄酒陈酿是葡萄酒缓慢氧化的过程，该过程主要是单宁等涩味物质与氧气接触，经充分反应后酒体涩味减少、品质提升的过程。磁场可使葡萄酒中极性分子的极性键能减弱，同时增加游离氧的含量，促进酒体氧化反应，从而利于陈酿的进行[5]。研究显示，用场强为35 Gs的磁场分别处理葡萄酒20、40、60、80min后，黄烷-3-醇、酚酸两种酚类物质含量、原花色素的含量都发生了显著变化。

磁场在酱油及鱼露发酵中的研究

由于磁场对微生物的作用，其在发酵领域应用较广。有研究表明，磁场环境有利于酱油后续发酵周期的缩短，且发酵后酱油氨基酸态氮含量提高4.39倍；酱油色率和红色指数分别提高171.4%和54.1%。而磁场对鱼露发酵的影响，也主要集中在氨基酸态氮的提升。磁场对米醋的发酵效果主要为提高醋酸菌产酸量，从而提升酸度。

除以上研究外，强磁场也可进行灭菌，主要为脉冲磁场可对细菌进行杀灭。这是因为随着脉冲能量的释放，细菌细胞膜通透性发生改变，细胞膜遭破坏，从而杀灭细菌。同时，磁场作为一种冷杀菌技术，不会过多导致温度的升高，因此脉冲磁场可应用在奶制品、果蔬汁等饮料制品杀菌过程中，用于保持乳饮安全及品质。

小结：磁场对食品保鲜及食品加工均明显具有有益效果，在食品领域有广泛应用前景，后续需不断挖掘磁场等此类物理非热技术的应用领域，拓展其使用场景，使其为食品工业发展不断赋能，也为国家绿色低碳发展贡献力量。

参考文献：

[1]潘治利,吴阳阳,申佳晋,雷萌萌,艾志录,黄忠民.磁场在食品冻结中的应用研究进展[J].冷藏技术,2022,45(01):1-7.

[2]马国骄,金亚美,杨哪,徐学明,谢正军.交变磁场对猪肉和牛肉冻藏品质的影响[J].食品与机械,2021,37(06):140-149.DOI:10.13652/j.issn.1003-5788.2021.06.024.

[3]柳萌萌,方彦雯,方志财,黄继荣.静磁场对成熟樱桃番茄口味的影响[J].植物生理学报,2020,56(06):1259-1266.DOI:10.13592/j.cnki.ppj.2020.0032.

[4]杨哪,金亚美,徐悦,徐学明,金征宇.磁电辅助快速腌制咸鸭蛋的工艺[J].农业工程学报,2015,31(21):295-300.

[5]王英臣,谭群.人工催陈葡萄酒老熟的研究进展[J].黑龙江农业科学,2013(10):137-140.