微波热效应

微波热效应

    早期认为，微波对细菌的作用主要以“热效应”为主，其依据是某些菌经微波辐照后温度迅速上升，致使微生物大量死亡，而一旦控制温度的升高，微波的灭菌作用即不明显。而近年的研究则表明微波的生物效应不仅有热效应，同时还存在非热效应，是热效应和非热效应综合作用的结果。

热效应是指进入生物系统的电磁能转化为热能所引起的生物效应，是由分子热运动产生的效应，表现为生物体的温度逐渐上升。微波由空间直接向生物体辐射，因生物体内部含有导电程度不等的各种体液、极性生物分子、电解质离子以及非极性分子等(相当于一个复杂的电阻电容组合体)，在微波辐射电磁场的作用下，非极性分子被极化成偶极子；这些被极化成的偶极予、极性分子、电解质离子等，将由无规律的排列变成沿电场方向排列，并随交变电场方向的变动而旋转，可与周围粒子发生碰撞、摩擦；微波频率高，其交变电场的方向变动很快，这种取向运动使偶极子、体内带电胶体颗粒、电解质离子与周围介质产生快速振荡摩擦而产热。因此微波加热与其他加热方式不同，不是从外到内传热，而是内外同时受热。微波能达到的地方，吸收介质均能吸收微波并很快将微波转化为热能，致使微生物死亡。

Goldblith等用传统的加热方法和2450 IVIHz的微波照射处理大肠杆菌和枯草杆菌芽胞悬液。提出微波辐射只有热效应作用大肠杆菌和枯草杆菌。Vela and Wu(1979)将各种细菌放线菌，真菌及抗菌素在有水和无水情况下用2450±20 MHz的微波进行辐射，研究发现微生物仅在有水情况下失活，并且干燥或冻干的有机体甚至在延长辐射时间也不受影响。他们认为微生物仅由热效应致死，而且极有可能不存在非热效应，且细胞成分(除了水)不能吸收足够的能量致死微生物细胞。

    David用自动化计算机温控和一特殊温度测量系统，用对流干热炉和微波炉处理枯草杆菌黑色变种的干燥芽胞。监测微波炉的温度发现两种热源的孢子样品表面温度几乎一致。在

干燥微波灭菌过程中非热效应并不重要。他们明确表示微波致死孢子活性的机制仅由热效应引起的。

    Juaneta1、Yeoeta1、姚开等、Gedye等研究也表明微波对微生物的灭菌效果主要是由热效应产生的。Yeoeta1的分析显示，微波杀灭不锈钢中金黄色葡萄球菌的热鼍主要来源于不锈钢媒质的传导，而从微波直接吸收的能量很小。即细菌并未直接吸收微波，所以不能得到微波对细菌是否有非热效应的结论。而Sasakieta1为了评价微波加热灭菌效果，选择好氧性细菌孢子作为生物指示剂以确定微波是否有非热灭菌效应。用微波对干燥状态的三种细菌孢子辐照，结果均无细菌孢子被杀灭。实验结果表明：微波对细菌孢子的灭菌效应无非热效应。