微波辐射下淀粉的响应机制及研究现状

程新峰，杭 华，肖子群

（1.安徽师范大学功能性食品研究所，安徽 芜湖 241002；2.安徽师范大学环境科学与工程学院，安徽 芜湖 241002）

淀粉是自然界中广泛存在的一类生物聚合物，其数量仅次于纤维素。淀粉不仅是重要的食品加工原料，同时作为一种可降解和可再生的绿色资源也被广泛用于其他工业领域。淀粉结构复杂，由直链淀粉和支链淀粉组成，它们约占淀粉颗粒干质量的98%～99%[1]。由于天然淀粉结构和性能方面存在的缺陷，如不溶于冷水、成膜性差等，这在很大程度上限制了其在工业上的应用。因此，依据实际需求，需对淀粉的结构进行修饰，改善其理化性质，以扩大其在工业上的应用范围。微波是一种非电离辐射能，它能有效改变食品物料的结构及功能特性，是淀粉改性的物理手段之一。本文将结合国内外的文献报道，从微波加热淀粉的作用机制、淀粉颗粒形态及晶体结构、淀粉理化性质及功能特性等方面详细论述微波场下淀粉的响应机制，从而为淀粉质食品新型加工技术的开发和推广提供理论依据。

1 微波加热淀粉的作用机制

微波是一种频率介于300 MHz～300 GHz的高频电磁波。由于具有加热均匀、升温速度快、操作简单等特点，近年来已被广泛用于食品领域的各个单元。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[2-4]。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[5-7]。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[4,8]。需要强调的是，淀粉分子自身属于低能耗有机介电材料的范畴，它们存储或转化电磁能的能力相对较弱，在微波场下淀粉质材料的升温速率与其水分、脂类及蛋白质等极性分子的含量和存在状态密切相关[2]。因此，研究微波加热淀粉的作用机制主要在于揭示微波加热过程中淀粉质材料所含各种极性分子（水、脂类、蛋白质等）与淀粉分子间的相互作用关系。

2 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。相对于淀粉分子，水分子极性强，对电磁场响应迅速。依据对水分子束缚程度的强弱，水可分为自由水、束缚水和结合水。在高水分含量的淀粉乳中，水分含量越高，样品介电常数和损耗因子越大。其原因是水分含量越高，样品流动性越好，极性分子对电磁场的响应越强[9]。而对于低水分含量（水分质量分数小于40%）的淀粉而言，水分含量对淀粉介电常数影响不大。其原因是这些水分主要存在于淀粉的结晶区或双螺旋结构凹陷内，它们通过氢键与淀粉分子中的羟基紧密结合[10]。

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。首先是淀粉糊化前后介电特性的变化。当温度低于糊化温度时，淀粉介电特性主要取决于淀粉浓度。当温度达到糊化温度后，淀粉分子链的运动能力发生改变，致使淀粉介电常数较糊化前有较大的提升，而损耗因子随温度上升而降低[9]。Ahmed等[9]的研究指出，质量分数为20%的米粉浆在糊化温度（70 ℃）附近损耗因子显著上升。Motwani等[10]对玉米淀粉浆介电特性研究发现，在60～72 ℃范围内淀粉糊化程度与其介电常数呈负相关。其次是对基团取向极化的影响：当温度上升，分子间相互作用减弱，便于偶极子取向极化；但同时也加剧了分子热运动，反而不利于偶极子取向极化。Venkatesh等[11]指出：在较低温度下，随温度上升，偶极子取向极化加强，介电常数增大；而当达到一定温度后，介电常数会随温度升高而降低。

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。在电磁场下，淀粉内部的各级结构，包括主链、侧链、取代基团等均会对电磁场发生响应，致使介电常数和损耗因子发生波动，在频率谱上呈现不同的峰形。Motwani等[10]发现，玉米淀粉乳损耗因子随频率变化呈现“U”型，即在15～450 MHz之间损耗因子随频率增加而降低，而在450 MHz～3 GHz范围内损耗因子的变化趋势正好相反，而且对于高质量分数（＞40%）淀粉乳而言，频率对介电常数还具有显著的影响。

此外，盐离子的添加也会对淀粉介电特性产生一定的影响。一般而言，在高水分含量的食品体系中，添加盐离子可提升体系介电损耗因子，降低介电常数。Piyasena等[12]发现添加质量分数0.5% NaCl溶液能显著提升质量分数为1%～4%淀粉溶液的介电损耗因子，降低微波在淀粉溶液中的穿透深度，且无论是否添加NaCl溶液，淀粉溶液的介电损耗因子均随温度的升高而增加，但无盐淀粉溶液介电常数随温度的上升而降低。

3 微波辐射对淀粉结构的影响

3.1 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。陈秉彦等[13]发现，质量分数为30%的莲子淀粉乳经加热至65 ℃，其表面形貌保持光滑，马耳他十字仍然清晰可见，但随着微波强度（2.4～8.0 W/g）升高，部分淀粉颗粒会出现相互黏结的现象。罗志刚等[8]却发现，水分质量分数为30%的蜡质玉米淀粉经微波处理后（1 W/g），其形状和大小虽未发生改变，但淀粉颗粒表面变得粗糙，出现小孔，部分颗粒的脐点表面还出现凹坑。扶雄等[14]采用强度为1 W/g的微波对质量分数30%玉米淀粉乳进行处理也得到了类似的结果。淀粉脐点是淀粉的生长起始点，一般呈现无定形结构，该区域分子排列紊乱、相互间作用力较弱，易受外界的影响。对于直链淀粉含量较高且分支少而短的淀粉颗粒，其脐点的无定形区稳定性相对较好，在微波辐射下淀粉颗粒形貌变化较小[15]。

传统加热模式下，淀粉糊化主要经历以下几个阶段：1）无定形区吸水可逆性膨胀；2）结晶区吸水膨胀，淀粉结晶区逐渐消失；3）淀粉颗粒内小分子和大分子聚合物溶出，淀粉颗粒破裂，达到完全糊化状态。关于微波作用下淀粉糊化过程是否异于传统加热方式至今还存在争议。Palav等[3]对不同质量分数（1%、5%、7%、8%）的小麦淀粉乳在微波场下的糊化机制研究后，指出由于微波电磁极化作用的存在，淀粉糊化过程中颗粒膨胀与马耳他十字消失具有异步性。而Bilbao-Sáinz等[16]通过对质量分数9%小麦淀粉悬浮液的糊化过程进行研究却发现，2 000 W微波作用下淀粉糊化过程与传统加热方式作用下无明显的差异。马申嫣[17]比较研究了油浴加热（油温200 ℃、升温速率27.20 ℃/min）、慢速加热（升温速率4.68 ℃/min）和微波加热（升温速率27.20 ℃/min）对质量分数3%淀粉-水乳液中马铃薯淀粉颗粒形态的影响。结果表明，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。

3.2 对淀粉晶体结构的影响

淀粉是由支链淀粉和直链淀粉构成的半结晶态大分子碳水化合物，其中支链淀粉分支形成的双螺旋结构是淀粉颗粒结晶区的主要成分。不同来源的淀粉颗粒呈现不同的结晶结构，大致可分为A型、B型和C型（即A型和B型的混合）。通常谷物淀粉为A型，根茎类淀粉为B型，豆类淀粉属C型。目前，许多学者已利用广角X射线衍射、小角X射线衍射、核磁共振等技术对淀粉的晶体结构进行了分析，阐明了淀粉糊化、回生等过程中淀粉分子的变化机制。石海信等[18]研究表明，微波辐射（100 W、3～30 min）增强了对应的X射线衍射峰的强度，但并未改变木薯淀粉的结晶类型，说明微波加热虽能一定程度上使木薯淀粉颗粒发生形变或分子链断裂，但却无法从根本上破坏致密的结晶区。Szepes等[19]研究表明：马铃薯淀粉经微波辐射后（450 W、15 min）结晶度有所增加，晶型由B型转变成A型；而微波改性玉米淀粉颗粒形态变化较大，形成了松散的团聚物，且结晶度明显降低。Fan Daming等[5]采用核磁共振技术比较研究了3 种加热方式（油浴加热、慢速加热及微波加热）对大米淀粉晶体结构的影响。结果表明，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）对淀粉有序结构的影响与油浴加热相似。其中加热速度是影响大米淀粉颗粒内V型单螺旋结构、双螺旋结构以及无定形结构的关键因素，而微波非热效应对大米淀粉有序结构影响不大。之后，Fan Daming等[4]采用小角度X射线衍射进一步对大米淀粉半结晶生长环状结构进行了分析。结果表明：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。

3.3 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。陈秉彦等[13]发现，经微波辐射（2.4～8.0 W/g、5 min）后，莲子淀粉糊的直链淀粉溶出量由原淀粉的120.31 mg/g降为87.89 mg/g；红外光谱分析显示，微波改性淀粉的红外光谱中并未出现新的吸收峰，也没有某个特征峰消失，但随着微波功率增加，莲子淀粉在3 700～3 100 cm−1范围内—OH吸收峰宽度逐渐变窄，说明微波辐射下淀粉分子内或分子间的氢键发生了改变，使淀粉形成了更加紧密的微晶结构。此外，微波作用下代表结晶区（995 cm−1）和无定形区（1 022 cm−1）的特征峰值的比值由原淀粉的0.89上升至0.99，说明微波辐射提高了淀粉结晶区的密集度。Fan Daming等[6]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。石海信等[18]也发现，经微波处理（100 W、3～30 min）后木薯淀粉并未出现新的官能团，但处于3 600～3 100 cm−1的吸收峰逐渐变窄变高，说明微波介电加热效应使淀粉分子间及分子内的氢键发生了变化。

4 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。Lewandowicz等[7]研究了微波辐射（0.5 W/g、60 min）下3 种谷物淀粉（小麦、玉米和蜡质玉米淀粉，水分质量分数为30%）理化性质的变化情况。结果表明，微波处理后小麦和玉米淀粉的溶胀能力显著下降，而蜡质玉米淀粉却没有明显变化。Lares等[20]发现，相比原淀粉，微波改性美人蕉淀粉的矿物质（除钙外）、粗蛋白、粗纤维含量显著降低，且在60～90 ℃间，微波改性美人蕉淀粉的吸水性、溶解度和溶胀能力均明显低于原淀粉。

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。Lewandowicz等[7]以0.5 W/g的微波处理水分质量分数为30%的谷物淀粉乳60 min后，发现其糊化温度上升，糊化焓下降，但不同淀粉的热性能变化幅度有所差异，这与淀粉颗粒中直链淀粉的含量有关，因为蜡质玉米淀粉不含直链淀粉，而普通小麦或玉米淀粉含有28%的直链淀粉。Stevenson等[21]研究了不同水分质量分数（15%～40%）的玉米淀粉经微波辐射（0.5 W/g、60 min）后其热性能的变化情况。结果表明，相比原淀粉，水分质量分数为15%～40%的玉米淀粉经微波处理后其糊化起始温度明显升高，而水分质量分数为35%～40%的玉米淀粉的糊化焓显著降低。Luo Zhigang等[22]发现，不同玉米淀粉（水分质量分数30%）经微波处理（1 W/g、20 min）后，其糊化焓降低（高直链玉米淀粉＞普通玉米淀粉＞糯玉米淀粉），糊化温度上升（高直链玉米淀粉＞糯玉米淀粉＞普通玉米淀粉），糊化温度范围扩大（高直链玉米淀粉＞普通玉米淀粉＞糯玉米淀粉）。微波处理破坏了存在于淀粉颗粒结晶区或无定形区的部分双螺旋结构，致使它们发生了重排，因此，淀粉表现为糊化焓下降，糊化温度范围增大。

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。Emami等[23]发现，大麦淀粉经不同微波处理（（330±7） W、180 min；（606±5） W、170 min；（713±5） W、150 min）后，其消化性能有所提升，具体表现为快速消化淀粉含量增加，慢速消化淀粉和抗性淀粉含量降低。Zhang Juan等[24]在对美人蕉淀粉的体外消化实验中发现，水分质量分数为20%的美人蕉淀粉经微波湿热处理（1 000 W、30 min）后，快速消化淀粉含量降低了50%，而抗性淀粉含量为原来的2 倍多，慢速消化淀粉含量未发生明显的变化。Zeng Shaoxiao等[25]对微波改性莲子淀粉的消化性能进行研究也得到了类似的结论，即微波辐射（2.4～8.0 W/g）提高了慢性消化淀粉和抗性淀粉的相对含量，降低了快速消化淀粉的相对含量，且随着微波强度的增加这种趋势更加明显。说明微波加热的电磁效应破坏了分子间或分子内部氢键，有利于分子重新排列，从而导致支链淀粉的分支程度降低，结晶区域增加，形成抗性淀粉。

5 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[26]。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。刘意骁等[26]应用电子顺磁共振检测技术发现，微波处理（80、160 W/g，1～5 min）后大米淀粉产生了3 种以C为中心的自由基，它们分别为葡萄糖环C1位置α-H脱去形成的自由基、葡萄糖环侧链C6介导形成的自由基以及C2位置上H和C3位置上OH发生分子内脱水形成的自由基。存储过程中，自由基信号呈现先增加后减弱的趋势。类似地，Dyrek等[27]对马铃薯淀粉和玉米淀粉的研究也得到了同样的结论。Fan Daming等[28]分析了微波辐射大米淀粉自由基产生与化学键变化之间的关系，结果表明，微波功率和淀粉水分含量是影响自由基数量和组成的关键因素，且淀粉分子内化学键振动变化与自由基形成一致。此后，Fan Daming等[29]探讨了微波辐射（150 W/g、7 min）下添加不同金属离子（Ca2＋、Fe2＋、Mn2＋、Cu2＋）对淀粉自由基形成的影响。结果表明，淀粉自由基的形成不仅与金属离子类型有关，还与金属离子的质量浓度（5、10、15、20、25 mg/L）有关。金属离子的加入提高了淀粉的稳定性，改变了自由基的数量，但它对自由基形成机制没有影响。根据半衰期长短，自由基可分为稳定型自由基和短寿自由基，后者形成后马上就会与其他分子反应而淬灭，很难被检测到，但是这类自由基会造成细胞损伤，致使疾病发生。因此，今后可以探索采用不同方法延长此类自由基的半衰期，从而能有效地检测其数量和成分，这对于阐明微波辐射下淀粉自由基形成及衰减规律是一个重要补充。

6 微波技术在淀粉改性及淀粉质食品中的应用

6.1 淀粉改性

天然淀粉由于性能上的缺陷，需要对其分子结构进行改造，以适应工业上的需求。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[30]。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。Luo Zhigang等[22]以质量分数为30%的不同玉米淀粉（高直链玉米淀粉、普通玉米淀粉、糯玉米淀粉）为研究对象，发现经1 W/g微波处理20 min后，淀粉的溶胀能力、溶解度和糊化焓均降低，脱水缩合现象得到了明显的改善。另外微波处理还提高了淀粉的糊化温度，降低了黏度。由于微波频率与化学基团的旋转振动频率接近，可以活化某些基团，加速许多有机化学反应发生。因此，将微波技术用于淀粉化学改性受到了越来越多的关注。余巧莺等[31]探讨了淀粉的微波改性对其接枝率和接枝效率的影响。结果表明，在相同的反应条件下（淀粉和L-乳酸的质量比为1∶4、催化剂用量为淀粉和L-乳酸总质量的0.1%），微波改性木薯淀粉与L-乳酸接枝共聚反应的接枝率和接枝效率分别达到了36.75%和80.00%，相比原淀粉（接枝率和接枝效率分别为6.58%和14.33%）明显提升。这是因为微波处理破坏了淀粉的晶体结构，提高了淀粉的反应活性，使接枝反应不仅发生在淀粉颗粒的表面，而且在一定程度上深入淀粉颗粒的内部。Horchani等[32]采用响应面法优化了微波与振荡联合制备长链淀粉酯的工艺。结果表明，在最优的实验条件（固定化脂肪酶活力386 U、淀粉/油酸的摩尔浓度比0.18、44 ℃、200 r/min）下，经4 h孵化，淀粉的取代度达到了2.86。孟小华等[33]以玉米淀粉和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride，CTA）为原料，优化了微波法合成阳离子淀粉醚的工艺。结果表明，在最佳合成工艺条件（淀粉、CTA和NaOH的质量比为100∶9∶2、微波功率为500 W、反应时间为20 min）下反应效率为86.5%，所得的季铵盐型阳离子淀粉醚的取代度为0.034 6。缓慢消化淀粉是近年来新兴起的一种新功能性淀粉，具有多种生理功能特性，可作为长跑运动员的碳水化合物补充剂。毕礼政等[34]以玉米淀粉为原料，采用正交试验优化了微波辅助湿热法制备缓慢消化淀粉的工艺。结果表明，在最优的工艺条件（微波功率为300 W、韧化温度为50 ℃、水分质量分数为60%、微波作用时间为25 min）下缓慢消化淀粉的得率高达38.25%。

6.2 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。Xue Changfeng等[35]为了制备部分预糊化面条，利用微波对面团进行了加热预处理。结果发现：微波连续加热模式（150 W微波连续作用170 s，当面团表面温度到达75 ℃时停止微波加热）下，即使表面温度达到淀粉糊化温度（60 ℃以上）时，面团表面的淀粉颗粒也未发生糊化；而在间歇加热模式（通过开启和关闭微波使面团的表面温度维持在60～75 ℃之间，如图1所示）下，面团表面的淀粉颗粒出现了不同程度的糊化现象。因为微波加热速度快，而淀粉糊化是一个过程，需要充分的时间。对小麦面团糊化程度的预测表明，在微波间歇加热模式下，面团的糊化度缓慢提升，且面团内温度分布的数值预测可用二维导热方程描述[36]。Sánchez-Pardo等[37]比较研究了微波焙烤（240 W、5 min）和传统焙烤（180 ℃、40 min）对蛋糕微观结构的影响，电子显微镜图片显示微波焙烤蛋糕内部孔隙较大，蛋白质网络状基质较少。Sánchez-Pardo等[37]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。Cocci等[38]的研究发现，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。

图1 微波间歇加热模式下面团表面温度变化情况[35]Fig. 1 Change in surface temperature of wheat flour dough under microwave irradiation with intermittent heating[35]

6.3 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。杜浩冉等[39]比较了不同解冻方式对冷冻面团和成品馒头品质的影响。结果发现，相比恒温恒湿解冻（相对湿度85%、35 ℃、解冻60 min），微波解冻（微波炉中解冻210 s）过程升温速度快且不易控制，解冻后面团发酵不充分，成品馒头品质较差。彭登峰等[40]比较了4 种解冻方式（自然空气解冻、微波解冻、常压蒸煮解冻和超声波解冻）对速冻荞面碗托品质的影响，结果表明速冻荞面碗托的最佳解冻方式为微波解冻（800 W、50 s）。陈卫等[41]通过分析微波复热过程中冷冻馒头内温度和水分迁移情况，指出微波米面食品质构和风味上存在的问题主要源自于微波加热造成的温度分布不均匀和水分过多流失，只有调节配方，提高面团的持水性，才能开发出高品质的微波米面食品。

酱汁是一类常用于快餐食品的调味品，为了便于运输和贮藏，它们通常需要经历杀菌、冷藏及解冻等一系列加工步骤，然而传统解冻方式下，由于淀粉回生等问题，解冻后产品的品质往往不好。因此，需要优化解冻工艺才能生产出高品质的酱汁。Arocas等[42]比较研究了微波复热（450 W微波加热直到样品温度达到60 ℃终止）和水浴解冻对淀粉质白味汤汁的温度分布、流变学特性及微观结构的影响，发现经微波复热后淀粉质白味汤汁较好地保留了原有的微观结构和流变学特性，这是由于微波快速加热降低了淀粉回生程度，同时形成的局部高温也能破坏已老化的淀粉。Seyhun等[43]通过有限差分法对微波复热过程中马铃薯酱内部的温度分布进行了模拟，实验结果与预测值一致。

7 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。