微波是一種高頻電磁波，當它在介質內部起作用時，水、蛋白質、脂肪、碳水化合物等極性分子受到交變電場的作用而劇烈振盪，引起強烈的摩擦而產生熱，這就是微波的介電感應加熱效應。
基本介紹
- 中文名：物理滅菌
- 運用：微波的介電感應加熱效應
微波殺菌,高壓殺菌,高壓脈衝,脈衝強光,
微波殺菌
這種熱效應也使得微生物內的蛋白質、核酸等分子結構改性或失活；高頻的電場也使其膜電位、極性分子結構發生改變；這些都對微生物產生破壞作用從而起到殺菌作用。利用微波殺菌，處理時間短，容易實現連續生產，不影響原有的風味和營養成分；並由於其穿透性好的特點，可進行包裝後殺菌。
有報導利用 2450 MHz的微波處理醬油，可以抑制黴菌的生長及殺滅腸道致病菌。用於啤酒的滅菌，取得良好的效果，且使啤酒風味保持良好。用於處理蛋糕、月餅、切片麵包和春卷皮，結果表明，這些食品的保鮮期由原來3d－4d，延長到30d。吳暉報導微波殺菌與一般加熱滅菌法相比，在一定的溫度下，微波滅菌縮短了細菌和真菌的死亡時間；以枯草芽抱桿菌為材料，微波法的D100為0.65，而對照巴氏法的則為5.5。在相同條件下微波滅菌的致死溫度比常規加熱滅菌時的低。國外在60、70年代就開始考慮將微波技術套用到鮮奶、啤酒、餅乾、麵包、豬、牛肉的加工等實際生產中。到90年代，工藝參數和最佳化已成為研究的熱門課題。
高壓殺菌
所謂高壓殺菌是指將食品放人液體介質中，加100MPa－1000MPa的壓力作用一段時間後，如同加熱一樣，殺滅食品中的微生物的過程。高壓滅菌通常認為蛋白質在高壓下立體結構（四級結構）崩潰而發生變性而使細菌失活，但也有人認為凡是以較弱的結合構成的生物體高分子物質如核酸、多糖類、脂肪等物質或細胞膜都會受到超高壓的影響，尤其通過剪下力而使生物體膜破裂，從而使生物體的生命活動受到影響甚至停止，這就可以達到滅菌、殺蟲和效果。高壓滅菌避免了熱處理而出現的影響食品品質的各種弊端，保持了食品的原有風味、色澤和營養價值。由於是液體介質的瞬間壓縮過程，滅菌均勻，無污染，操作安全，且較加熱法耗能低，減少環境污染。勵建榮等研究了經高壓處理後的果汁和蔬菜汁，試驗證實了高壓處理後能達到殺菌效果，而且Vc損失很少，殘存酶活只有4%，色香味等感官指標不變，其綜合效果優於熱力殺菌；動物食品也能達到殺菌效果。目前，國外已將其用於肉、蛋、大豆蛋白、水果、香料、牛奶、果汁、礦泉水、啤酒等物品的加工中。我國在該技術的開發套用方面僅僅處於實驗室研究階段，尚未有批量生產的報導。
高壓脈衝
高壓脈衝技術用於食品滅酶滅菌，主要原理是基於細胞結構和液態食品體系間的電學特性差異。當把液態食品作為電介質置於電場中時，食品中微生物的細胞膜在強電場作用下被電擊穿，產生不可修復的穿孔或破裂，使細胞組織受損，導致微生物失活。證實在脈衝電場強度為 12－40 Kv/cm，脈衝時間為20μs－18μs的條件下，可有效地對食品進行滅菌，且以雙矩形波最為有效。鄧元修等利用脈衝高壓殺滅酵母和大腸桿菌，取得良好的實驗結果，且能耗低，對試液溫升小於2℃，因而可有效保存食品的營養成分和天然特徵。利用脈衝電場處理大豆，可實現滅酶脫腥，並有效的保留大豆的香氣。該技術是一種常溫下非加熱殺菌的新技術，運用該技術應綜合考慮場強的大小，殺菌時間、食品的pH值、對細菌的種類等因素，以確定最佳方案。目前該技術在國際上正處於實驗室研究和發展階段，進一步成熟後很有可能彌補傳統殺菌法的不足，給液態食品工藝帶來一場變革。
脈衝強光
脈衝強光殺菌是利用強烈白光閃照的殺菌技術，其系統主要包括動力單元和燈單元，動力單元為惰性氣體燈提供能量，燈便放出只持續數百微秒，其波長由紫外光區域至近紅外光區域的強光脈衝，其光譜與太陽光相似，但比陽光強幾千倍至數萬倍。由於只處理食品表面，從而對食品營養成分影響很小， JosephDunn等人研究表明，脈衝強光對多數微生物有致死作用。周萬龍等研究表明：光脈衝輸人能量為700J，光脈衝寬度小於800us ，閃照30次後，對枯草芽泡桿菌、大腸桿菌、酵母都有較強的致死效果。對溶液中澱粉酶、蛋白酶的活性也有明顯的鈍化作用。脈衝寬度小於800μs，其波長由紫外光區域至紅外光區，起殺菌作用的波段可能為紫外光區，其它波段可能有協同作用；脈衝強光殺菌對菌懸液的電導率影響不大，引起電位的變化，其原因及對微生物形態結構的影響尚待進一步研究。
