花生（Arachis hypogaea）是一种被广泛种植的豆科作物,它富含脂肪酸、蛋白质、矿物质和维生素,因此具有很高的营养和商业价值。然而,黄曲霉毒素污染一直是花生贮藏及保鲜面临的巨大难题。黄曲霉毒素主要由黄曲霉及寄生曲霉产生,常在贮藏期间的花生中发现这些霉菌。射频（RF）加热技术是一种新型的热处理技术,由于其加热速率快,穿透深度高,对环境无污染,被认为是一种有效的农产品采后杀菌技术。然而,食品在射频加热系统中受热不均匀是目前亟待解决的问题。依靠计算机模拟和数学建模可为射频加热后温度分布提供有效、快速的预测,并可系统研究影响射频加热的主要因素。然而,计算机建模的可靠性很大程度上取决于仿真模型所输入的样品物理参数,比如传热特性和介电特性。因此,本文主要研究内容包括（1）采用开放式同轴线探头法检测了不同频率、含水率及温度下花生仁的介电特性,所测量的介电特性可直接用于计算机模拟与数学建模;（2）研究了黄曲霉的热致死动力学,可帮助和指导设计花生仁的射频杀菌工艺（比如杀菌温度和时间）;（3）利用商业软件COMSOL Multiphysics建立电磁和传热的耦合数学模型,经试验验证后的计算机模型可帮助解析电磁场与食品成分之间的相互作用关系;（4）利用计算机模型探索不同方法对改善花生射频加热均匀性的影响;（5）通过结合黄曲霉的热致死动力学结果,该计算机模型可用来预测射频加热处理后花生样品的温度分布和微生物降低量。主要结果如下:（1）使用开放式同轴探头和网络分析仪系统测量花生仁在频率范围10-4500MHz下的介电特性。建立花生介电常数及介电损耗因子与温度和含水率关系的回归方程。并将这些回归方程输入计算机模型用于模拟三种不同含水率花生在射频系统中的加热速率。结果表明,花生的介电常数及损耗因子均随着温度和含水率的增大而增大,随着频率的升高而减小。在射频频率范围内（10-300 MHz）,花生的介电特性值随着频率的升高而急剧下降。射频频率下的穿透深度远大于微波频率下的穿透深度。试验与模拟结果均表明含水率为20.13%w.b.的花生的加热速率大于含水率为9.75%w.b.和29.87%w.b.的花生。根据测量的花生介电特性数据,计算得到在45℃下,花生含水率为20.40%w.b.时能获得最大的射频加热速率。（2）利用加热板系统研究了黄曲霉在四种水分活度（aw）（0.720、0.783、0.846和0.921）的花生粉末中及在三个温度下的热致死动力学。使用一阶动力学模型和Weibull分布模型拟合了黄曲霉在不同热处理条件下的热致死曲线。并使用修正过的Bigelow模型对模型参数进行拟合,用于预测任意给定温度及水分活度下的D、δ和p值。同时研究了在水分活度为0.921与温度为59℃时,加热速率对黄曲霉耐热性的影响。结果表明,D值随着温度及水分活度的增大而减小。Weibull分布模型（决定系数0.954-0.996）比一级动力学模型（决定系数0.866-0.980）更适合拟合黄曲霉的热致死曲线。在所有的温度及水分活度条件下,发现黄曲霉热致死曲线存在向上的凹度（p＜1）。在加热速率高于1℃/min时,D值减小,说明黄曲霉的耐热性有所降低。在较高的加热速率下,花生中黄曲霉的耐热性减小表明快速射频热处理方法对花生杀菌有利。（3）利用有限元分析软件COMSOL Multiphysics构建了计算机模型来探索改善花生射频加热均匀性的新方法。将花生样品放置在三个不同大小的云母筐中进行射频加热处理来验证仿真模型。经过验证后,该计算机模型被用来分析在花生样品上表面添加云母板或在样品中间添加聚丙烯块的方法对射频加热均匀性的影响。结果表明,在花生样品上表面添加与冷点区域相同大小的云母板,能有效提高射频加热均匀性。并且,对于小筐（300×200×60 mm~3）、中筐（400×300×60 mm~3）和大筐（500×400×60mm~3）,添加的云母板厚度分别为17、15和9 mm时,加热均匀性最佳。对于中号云母筐,在花生样品上表面添加尺寸为300×200×15 mm~3的云母板,可得到最好的加热均匀性。（4）在前期的有限元模型基础上,进一步研究另一种新方法对改善花生射频加热均匀性的影响。在计算机模型中,整个花生样品被分为不同层数来研究样品层数对射频加热均匀性的影响。将4.5 kg花生样品放置在6 k W、27.12 MHz射频系统中进行加热处理来验证计算机模型。使用温度均匀性指数（TUI）作为衡量花生样品射频加热均匀性的指标。模拟结果表明,通过将一定厚度的花生样品在垂直方向分为多层或水分方向分为多部分,并增加各个部分之间的空气间隙,能有效提高花生射频加热的均匀性。本研究的结论可进一步扩展以优化工业规模的射频处理工艺。（5）将黄曲霉热致死动力学研究中获得的参数（D值及z值）输入计算机模型,通过与模拟单元中的温度曲线结合可用来模拟预测花生样品中微生物的降低量。为验证优化过的模型,将三份（每份2 g）接种了黄曲霉的样品放置在花生仁三个水平层的中心,并在热风辅助射频加热系统中进行热处理。结果表明,模拟的花生样品平均温度和黄曲霉降低量都与试验结果高度吻合。在射频加热的冷点位置,黄曲霉的致死率最低。由于在射频加热过程中,样品发生表面蒸发,降低了花生的实际水分活度,导致试验中黄曲霉降低量略低于计算机模拟预测值。该计算机模型可为建立有效的花生射频杀菌工业化工艺提供可靠的理论基础与技术支持。