前言：远红外技术是一种以红外辐射为基础的非接触式无损检测技术，与其他非热检测方法相比，其具有不破坏被测对象原有状态、检测速度快、操作简单等优势。同时，在食品安全、绿色环保等方面，远红外技术也具有其他非热检测方法难以比拟的优势。因此，在食品工业中，远红外技术已成为现代食品工程领域的重要研究方法之一。本文主要综述了远红外技术在食品工程领域中的创新应用，并对远红外技术在食品工业中的未来发展进行了展望，以期为远红外技术在食品工程领域的创新应用提供参考。

一、远红外技术在食品工程中的基本原理

1.1 远红外技术的定义和特点

红外技术是指利用物体吸收的远红外辐射能量，来对食品进行检测的技术。通过远红外技术可以实现对食品的快速、无损、有效检测。根据研究发现，当物体对波长为760~1000 nm的远红外辐射有较强吸收时，其吸收强度随着波长的增加而逐渐降低，这一特性被称为红外吸收效应^[1]。

1.2 远红外辐射的传递和吸收机制

远红外辐射能量可以通过电磁波传递到被测物体表面，同时，也可以通过物体本身的热辐射进行传递，使远红外辐射能量能够被物体所吸收。在对物质进行远红外检测时，物质中的分子、原子会向外辐射电磁波，并且该电磁波与物质分子、原子中的电子产生的电子跃迁波有很强的关联性，通过这种关联性可以实现对物质进行无损检测。同时，通过分析被测物体的红外辐射能量与其吸收系数之间的关系，还可以实现对被测物体的温度进行快速、准确地测量。当物体内部的温度高于外部温度时，水分子会向外辐射远红外能量，而当物体内部的温度低于外部温度时，水分子会向内辐射远红外能量^[2]。

二、远红外技术在食品加工中的创新应用

2.1 远红外技术在食品干燥中的应用

2.1.1 远红外辐射对食品干燥速度的影响

远红外辐射能促进果蔬中的水分扩散，加速干燥。但同时也有学者认为，在干燥过程中，远红外辐射会使果蔬表面温度升高，进而使果蔬水分蒸发速率加快。因为在干燥过程中，温度升高使得细胞内的水分更容易扩散到周围的空气中，所以降低了内部水分向外部扩散的速度。但也有学者认为远红外辐射并不会增加果蔬内部水分蒸发速率，因为在干燥过程中，物料内部的温度是不变的。研究发现，远红外辐射对果蔬干燥过程中水分扩散速率的影响主要体现在物料内部温度的变化上，而且温度升高速度和辐射强度成正比关系。在相同条件下，远红外辐射对果蔬干燥速度的影响远大于传统技术。

2.1.2 远红外辐射对食品质量的影响

在食品加工领域，远红外辐射已被广泛用于食品的干燥、贮藏和运输等过程。与传统干燥技术相比，远红外辐射在食品干燥过程中有其独特的优势。在干燥过程中，远红外辐射能快速加热物料，在缩短干燥时间的同时，还可以减少干燥过程中营养成分的损失和氧化。此外，远红外辐射还能加速水分的迁移速度，有利于提高果蔬产品的感官品质。

2.2 远红外技术在食品杀菌中的应用

2.2.1 远红外辐射对微生物的杀灭效果

食品中的微生物在远红外辐射下可被杀死，但所需的温度较高，一般在100℃以上。采用远红外辐射对食品进行处理时，一定要选择合适的辐射源，并合理设置温度。研究表明，以水为辐射源时，温度和辐射时间对处理效果影响显著。在高温下（100℃以上）进行远红外辐射处理，会破坏微生物细胞膜，导致其细胞膜通透性增加、生物膜的形成和酶的失活、细胞质中的活性物质外泄、蛋白质和核酸降解等。因此，应根据食品的特点选择合适的辐射源和辐射时间。在食品工业中，常用的辐射源有：远红外加热管）、微波加热（微波加热器）等。

2.2.2 远红外辐射对食品品质的影响

由于远红外辐射的穿透深度较浅，在对食品进行杀菌时，应考虑远红外辐射对食品的加热作用是否会造成营养成分的损失和破坏。例如，采用远红外辐射对柑橘类水果进行杀菌处理时，不仅可以有效杀死柑橘类水果中的有害微生物，而且还可降低其可溶性固形物含量和含水量。另外，在采用远红外辐射对食品进行杀菌处理时，还应考虑远红外辐射对食品感官品质的影响。因为采用远红外辐射进行杀菌处理时，其温度较高，会导致食品产生焦糊和苦涩味。因此，应尽量控制远红外辐射的时间和强度，避免食品发生焦糊或苦涩味等现象。

2.3 远红外技术在食品加热中的应用

2.3.1 远红外辐射对食品加热速度的影响

在远红外辐射中，不同的波长对食品加热的速度有影响。根据实验结果，当波长为550~750 nm时，远红外辐射加热的速度最快，这是因为在该波长范围内，分子具有很强的吸收能力，几乎所有物质都可以在这一波段的远红外辐射下进行有效加热。然而，当波长为850~900 nm时，由于其较高的温度和较低的吸收率而产生很大的影响。这是因为当波长为850~900 nm时，分子吸收率接近零。因此，远红外辐射加热相对于传统加热方式更容易达到目标温度。另外，由于远红外辐射在食品内部形成均匀温度场，因此加热速度更快。

2.3.2 远红外辐射对食品营养成分的保护效果

远红外辐射可用于保护食品中的营养成分，如维生素、氨基酸、脂肪和碳水化合物等。由于远红外辐射能改善食品中的水分状态，因此它可以有效地防止食品中的水分流失。另外，通过对加热过程中蛋白质结构的改变，可以更好地了解其热稳定性。例如，远红外辐射能提高鸡蛋蛋白的热稳定性。在60℃下，经过60 min后，蛋白质结构发生变化。此外，当远红外辐射处理较长时间时，蛋白质结构会发生变化，这可以防止微生物在较长时间内繁殖和腐败。此外，远红外辐射能有效地降低食品的水分含量、改善食品品质和风味、防止食品氧化变质。

三、远红外技术在食品工程中的展望

在食品工程领域中，远红外技术应用前景广阔，具有无损、快速、高效等优点，其独特的优势使其成为食品工业中重要的分析手段。但目前，远红外技术在食品工程中的应用仍然存在一些限制因素。如温度控制难、食品水分活度大、影响因素复杂等，这些限制因素导致了远红外技术在食品工程领域的应用范围受到限制，需要进一步加强研究。因此，建议在未来研究中进一步提高远红外检测仪器精度，结合现代物联网技术提升远红外技术与设备的智能化水平，并针对不同的食品种类开发更加精确、高效、安全的远红外检测仪器和设备。

结语：传统的食品加工方式存在污染大、能耗高、效率低等问题，远红外辐射技术的出现极大地促进了食品工业的发展。目前，远红外辐射技术已被广泛应用于食品工程领域，如食品干燥、食品杀菌、食品加工和非热加工等。在未来，随着科学技术的发展和人们对健康饮食理念的不断追求，远红外技术将继续在食品工业中发挥其独特的优势。因此，研究人员应进一步探索远红外技术在食品工程领域中的应用价值，开发出更多更好的远红外检测仪器和分析方法，促进远红外技术在食品工业中的应用。

参考文献：

[1]黄娟，刘芳，谢春梅。基于远红外辐射对水果品质的影响及对其微生物的杀灭效果，探讨远红外辐射在食品杀菌中的应用。食品工程学报，2022,33 (1)：448-449.

[2]王秀荣，李勇，梁杰，孙艳霞，郝淑雯，徐斌。远红外辐射加热对牛肉品质的影响及机理研究进展。食品科技导报，2022,20 (3)：781-785.