微波加热淀粉的作用机制
微波加热淀粉的作用机制可归结为微波的介电加热效应和电磁极化效应。一方面，微波场下淀粉颗粒中的极性分子通过相互摩擦、碰撞产生大量热能，使淀粉颗粒温度上升，从而造成淀粉的结构及理化特性发生改变。另一方面，微波光子能量的存在会影响淀粉分子中化学键及基团周围电子云的排布，从而使淀粉分子构象发生改变。
淀粉的介电特性
淀粉作为一类大分子材料，其介电特性反映了物料对微波的响应情况，决定了微波在物料中的穿透深度。淀粉介电特性包括介电常数和介电损耗因子，其中介电常数对应于淀粉的电容，表示从电磁场中贮存能量的能力；而介电损耗因子对应于淀粉的电阻，表示从电磁场中耗散的能量。它们与淀粉水分含量、温度、电磁场频率、离子强度及淀粉类型密切相关。水分含量是影响淀粉介电特性的重要因素。温度对淀粉介电特性的影响与淀粉是否发生糊化和基团取向极化密切相关。频率是影响淀粉介电特性的另一重要因素，通常用频率谱来表示。此外，盐离子的添加也会对淀粉介电特性产生一定的影响。
微波辐射对淀粉结构的影响
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对淀粉颗粒形态的影响
微波辐射引起的淀粉颗粒形貌发生变化，与淀粉类型、水分含量以及微波作用参数密切相关。研究表明，无论在何种加热方式下，淀粉颗粒随温度上升均出现了膨胀、破裂、溶解的现象，马耳他十字则经历了从基本保留到彻底消失的过程，微波处理的淀粉颗粒的膨胀度和马耳他十字消失的速度介于慢速加热和油浴加热之间。
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对淀粉晶体结构的影响
微波加热效应使大米淀粉颗粒中无定形层受到压缩，结晶层变的更加有序、紧密；而微波的非热效应却阻碍了微波介电加热对淀粉界面层的破坏作用，尤其是当温度高于60 ℃时，微波非热效应引起的分子振动会加速对淀粉半结晶生长环状结构的破坏。
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对淀粉分子结构的影响
微波辐射对淀粉分子结构的作用机制主要表现为直链淀粉分子的溶出以及分子质量的下降。研究者采用红外光谱和激光共聚焦显微拉曼光谱对大米淀粉中极性基团和骨架振动变化情况进行了分析。结果显示，微波加热（加热过程分3 步：1 000 W加热70 s，350 W加热50 s，650 W加热25 s；升温速率为27.2 ℃/min）并未改变淀粉原有的官能团结构，但相比油浴加热（油温200 ℃、升温速率27.2 ℃/min），微波加热可使淀粉骨架C—H在糊化温度附近振动强度降低，而对淀粉分子中糖苷键、吡喃环及C—O、C—O—H等的振动强度没有明显影响。
微波辐射对淀粉理化性质及功能特性的影响
微波辐射能够致使淀粉的一些理化性质发生改变，如使粗蛋白含量降低、淀粉溶解度和溶胀能力等改变。这些性质的变化均与淀粉类型、水分含量以及微波作用参数密切相关。糊化特性是淀粉最重要的功能特性之一。由于微波介电加热效应和电磁极化效应的存在，淀粉颗粒内部分子结构发生改变，致使糊化温度上升，糊化焓下降。淀粉的消化性能不仅取决于淀粉颗粒大小，而且取决于晶体结构及与其他成分间作用力的强弱，同时也受不同加工条件的影响。关于微波辐射对淀粉消化性能的影响至今还没形成统一的结论。
微波辐射对淀粉安全特性的影响
自由基与淀粉的化学反应密切相关，如淀粉在热解过程中，分子间或分子内脱水形成的自由基会导致呋喃、醛类等小分子物质形成。因此，微波场下淀粉分子自由基形成机制对控制食品质量与安全具有重要的意义。
微波技术在淀粉改性及淀粉质食品中的应用
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淀粉改性
目前，淀粉改性主要以化学法和酶法为主，但均受到多种因素的影响，尤其是化学法还存在反应效率低、环境污染及产品安全性等问题。为此，开发新型淀粉改性方法、提高生产效率、改善产品品质、减少环境污染将成为食品科学领域重要的研究课题。微波加热由于具有介电加热效应和电磁极化效应，近年来已被广泛用于淀粉的改性过程。微波是一种非电离能，能够在交变的电磁场下通过分子摩擦产生热能，导致淀粉结构及理化性能发生改变。
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微波熟化
关于微波熟化淀粉质食品的应用主要集中于米面食品加工方面。研究者指出，采用微波焙烤在面团配方中提高糖、脂类和水分含量效果更好；相比传统加热方式，微波熟制意大利面外层具有更紧密的面筋网络，糊化度较高，柔韧性较好。
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微波解冻
微波复热是一种新型的食品加工技术，目前主要用于冷冻肉制品和水产品的解冻过程，而其在冷冻淀粉质食品解冻方面的研究还鲜有报道。在面包和馒头的生产过程中，冷冻面团解冻是决定产品品质优劣的重要步骤。
结 语
微波加热是一项新型的食品加工技术，其作用效果与食品物料介电特性密切相关。淀粉介电特性与淀粉颗粒组分、水分含量、温度及频率有关。微波处理可以引发淀粉颗粒内分子结构重排，导致淀粉的理化性质（如溶解度、溶胀能力、热性能、消化特性等）、分子结构发生改变。此外，微波处理还能引发淀粉产生自由基而影响其安全特性。基于微波的介电加热和电磁极化的特点，微波技术已被用于淀粉质食品的加工过程，主要涉及淀粉微波改性、微波熟化和微波复热3 个方面。
关于微波处理对淀粉及淀粉质物料的理化特性、结构等的影响已有不少研究报道，但由于微波处理条件不同，所得结论也有所差异。为了扩大微波技术在淀粉质食品加工中的应用，今后还需从以下几个方面开展工作：1）针对不同质量浓度的淀粉乳液，考察微波加热过程中淀粉颗粒及其聚集形态的变化对其微波吸收特性的影响；2）针对不同来源和品种的淀粉，如谷物淀粉、豆类淀粉等，探讨不同微波条件下，淀粉分子结构及理化性质的变化情况，找出淀粉微观结构与宏观理化性质间的内在联系；3）以淀粉质物料为对象，研究微波场下淀粉质物料的理化性质及温度分布情况，从而为微波食品的工业化应用提供理论依据；4）依据淀粉质食品建立相关模拟体系，讨论有机分子（如蛋白质、脂肪等）在微波场中相互之间是否存在促进或抑制作用，揭示复杂食品体系的自由基生成规律，为微波食品的安全评价提供依据。
