隧道式微波干燥杀菌设备特点：
热效应理论
微波是一种电磁波, 可产生高频电场。当微波进入介质内部时, 介质内部的极性分子, 如水、蛋白质及核酸等随着电磁场的频率不断改变极性方向, 使分子来回剧烈转动, 相互摩擦产生热。由于电磁场频率很高 (如常用的微波炉频率为2 450 mhz , 相当于使水分子在 1 s内发生180 度来回转动 2415 亿次) , 导致介质温度急剧升高, 微生物体内的蛋白质、核酸等极性分子变性, 从而达到杀菌效果。
112 　非热效应理论
细菌、酵母菌等微生物都是由水、蛋白质、碳水化合物、脂肪和无机物等复杂化合物构成的一种凝聚态物质。其中水是生物细胞的主要成分, 含量为75 %～85 %,细菌的各种生理活动都有水参加, 如细胞的生长繁殖过程, 对各种营养物质的吸收, 细胞质的扩散、渗透及吸附等。在一定微波场的作用下, 食品中的菌体也会因自身水分的极化而同时吸收微波能升温。由于它们是凝聚态介质, 分子间的强作用力加强了微波能的能量转化,从而使体内蛋白质、核酸等物质同时受到无极性热运动和极性转变两方面的作用, 使其空间结构变化或破坏而导致变性。蛋白质变性后, 其溶解度、粘度、膨胀性渗透性及稳定性都会发生明显变化, 从而使细胞失去生物活性。1966 年, olsen 等人揭示了微波对镰刀霉芽孢的非热效应, 提出了微波菌的非热效应理论。此后, 许多研究人员展开类似研究, 出现了不同的解释模型。从生物物理学角度来看, 组成微生物的蛋白质、核酸等生物大分子和作为极性分子的水在高频率、强电场强度的微波场中将被极化, 并随着微波场极性的迅速改变而引起蛋白质等极性分子集团电性质变化。它们同样能将微波能转换成热能而使自身温度升高, 电性、能量的变化将引起蛋白质等生物大分子变性。
从能量角度考虑, 尽管微波量子能量不能破坏生物体内的共价键, 但对氢键、范德化力、疏水相互作用盐键等赖以维持核酸、蛋白质等生物大分子高级结构的次级键具有一定的破坏作用, 这些次级键是维持核酸蛋白质空间构象, 生物膜结构的作用力。这些次级键一旦遭到破坏, 将危及生物大分子的空间结构, 影响其正常生理功能。
从细胞生物学角度分析, 微波对微生物 (以细菌为例) 也具有生物学效应。一是细菌的细胞壁的主要成分不是纤维素, 而是肽聚糖 (n - 乙酰葡萄糖胺与 n - 乙酰胞壁酸通过α- 1 , 4 糖苷键连接而成) 。特别是革兰氏阴性菌细菌壁内蛋白质含量较高, 在微波场中, 细胞壁发生机械性损伤, 使细胞质外漏, 影响其正常生理活动二是细菌的细胞膜是由膦脂和蛋白质组成的具有选择性的半透性膜, 它是细菌细胞与外界环境进行物质、能量信息交换的场所。细菌细胞内外存在着离子浓度梯度差,+ + +如细胞内是高 k 、低 na , 而外界环境则是高 na ,+ + +低 k , 这种离子梯度是由分布在细胞膜上的 na , k2 +泵逆浓度梯度主动运输来维持的, 其它的离子如 ca ,2 +细胞内外也存在着明显的离子浓度梯度差, 由 ca 泵来维持。这些生物离子泵在高频率的微波场中, 将不能正常发挥其生理功能。按照细胞离子通道学说, 细胞与外界联系进行一系列复杂的生理过程是依靠细胞膜内外电位差控制的, 即膜电位的改变能激活 (开放) 或关闭与外界联系的通道, 若细胞正常膜电位状态遭到破坏, 必然会影响其正常生理活动, 以致危及细菌的存活。三是细菌细胞内的酶, 在高频率、强电场强度的微波场中, 其功能可能紊乱或失活, 特别是那些以金属离子为辅助因子的金属酶在微波场的作用下, 金属离子所处的环境可能发生变化, 影响这些酶的活性。四是细胞内没有核膜和细胞核, 只有拟核区。在拟核区内, 其遗传物质的载体———染色体是裸露的环状dna , 没有或结合极少量组蛋白, 其dna 双螺旋结构中 a = t , c g 碱基对间的氢键易受到微波的冲击而破坏。

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王淼
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