微波杀菌机理

微波杀菌机理

对于微波杀菌的作用机理，研究主要集中在热效应与非热效应两方面。

1热效应

热效应是由分子热运动产生的效应，进入生物系统的电磁能转化为热能，表现为生物体的温度上升。食品中含有各种极性分子，受到微波辐射时，在其产生的交变电场中进行取向运动，分子间的相互摩擦产生热量，导致温度升高温度升高使得蛋白质等生物大分子变性失活，从而令微生物菌体死亡或受到干扰无法繁殖，达到灭菌目的。杀菌时间越长，温度越高，对微生物的杀灭作用就越强。

2非热效应

微波的非热效应又称为生物学效应，是指在没有明显温度变化或者温度处于亚致死的情况下，细胞发生的生理、生化和功能上的变化。非热效应的作用机理，目前主要有以下几种解释1)微波可以改变微生物中蛋白质、核酸等分子的极性，引起分子团旋转与振动，从而使蛋白质变性而灭菌。2)微波会使微生物细胞壁遭受损伤，细胞质外漏，

影响其正常生理活动;在微波产生的交变电场作用下，微生物细胞膜内外离子与电子浓度发生变化，电位差发生紊乱，改变细胞膜通透性，胞内各种酶失活，正常新陈代谢遭到破坏。3)DNA和RNA是由若干氢键紧密连接而成的卷曲大分子，而微波会导致氢键松驰、断裂和重组，引起基因突变或染色体畸变，中断微生物细胞的正常繁殖。4)微波能够使水分活度降低，破坏微生物赖以生存的环境条件。早期，国内外众多学者认为微波杀菌机理只有热效应。随着生物化学以及应用电子工程学的不断发展，越来越多学者专注于对微波非热效应的探寻，在试验事实的支持下，如今非热效应己逐渐被人们认可。Celandroni 等比较了微波与传统加热对枯草芽孢杆菌孢子的杀灭效果以及对其结构与分子组成的影响，结果表明，在杀灭抱子方面微波与传导加热同样有效，但微波电场导致了结构与分子组成的变化，不同于仅仅热作用的效果。Campanha等研究了微波对白念珠菌的灭活效果及对细胞膜的破坏程度，结果显示650W微波作用6min达到灭菌效果，且破坏了细胞膜完整性，DNA,K+及蛋白质均有渗出。王萍等对五花茶饮料接种枯草芽抱杆菌，对比微波灭菌与巴氏灭菌的作用效果，得到微波存在非热效应的结论。陈卫等选用荧光染料，对微波处理后大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的细胞膜通透性进行研究，结果显示细胞膜通透性

均增加，可能是微波杀菌非热效应的表现之一。

3、微波杀菌技术在果蔬制品中的应用

近年来，微波杀菌技术在食品工业中的应用越来越广泛。在食品加工中，达到杀菌效果的同时降低营养与感官品质的损失，是微波杀菌技术的突出优点。具体到果蔬制品加工中，微波杀菌技术的相关应用研究也在日益增多，主要关注微波杀菌的灭菌效果以及对产品品质的影响。Coronel等采用915MHz微波对土豆泥进行处理，其色泽与粘度未发生明显变化，且延长了货架寿命。工等研究了微波处理对西袖汁中生物活性物质及酶活性的影响，并与传统热杀菌比较，结果显示，微波杀菌后果胶甲酷酶残余活性低于传统巴氏杀菌，且微波杀菌对柠檬酸、维生素C、总酚等的保存效果更好。Cinquanta等对橙汁进行微波杀菌，研究其色泽、果胶甲酷酶活性以及类胡萝卜素、维生素C含量的变化情况，结果表明微波杀菌可通过降低果胶甲酷酶活性有效维持橙汁的稳定，维生素C含量有轻微降低。鲜瑶等采用响应面法建立辣椒酱微波杀菌模型，优化得到功率960W、温度85℃、时间89min 的微波杀菌工艺参数。尼海峰等以低盐榨菜为原料，对比研究了微波杀菌与巴氏杀菌的作用效果，结果显示微波杀菌可以更有效地杀灭榨