微波熱效應

    早期認為，微波對細菌的作用主要以“熱效應”為主，其依據(jù)是某些菌經(jīng)微波輻照后溫度迅速上升，致使微生物大量死亡，而一旦控制溫度的升高，微波的滅菌作用即不明顯。而近年的研究則表明微波的生物效應不僅有熱效應，同時還存在非熱效應，是熱效應和非熱效應綜合作用的結果。

熱效應是指進入生物系統(tǒng)的電磁能轉(zhuǎn)化為熱能所引起的生物效應，是由分子熱運動產(chǎn)生的效應，表現(xiàn)為生物體的溫度逐漸上升。微波由空間直接向生物體輻射，因生物體內(nèi)部含有導電程度不等的各種體液、極性生物分子、電解質(zhì)離子以及非極性分子等(相當于一個復雜的電阻電容組合體)，在微波輻射電磁場的作用下，非極性分子被極化成偶極子；這些被極化成的偶極予、極性分子、電解質(zhì)離子等，將由無規(guī)律的排列變成沿電場方向排列，并隨交變電場方向的變動而旋轉(zhuǎn)，可與周圍粒子發(fā)生碰撞、摩擦；微波頻率高，其交變電場的方向變動很快，這種取向運動使偶極子、體內(nèi)帶電膠體顆粒、電解質(zhì)離子與周圍介質(zhì)產(chǎn)生快速振蕩摩擦而產(chǎn)熱。因此微波加熱與其他加熱方式不同，不是從外到內(nèi)傳熱，而是內(nèi)外同時受熱。微波能達到的地方，吸收介質(zhì)均能吸收微波并很快將微波轉(zhuǎn)化為熱能，致使微生物死亡。

Goldblith等用傳統(tǒng)的加熱方法和2450 IVIHz的微波照射處理大腸桿菌和枯草桿菌芽胞懸液。提出微波輻射只有熱效應作用大腸桿菌和枯草桿菌。Vela and Wu(1979)將各種細菌放線菌，真菌及抗菌素在有水和無水情況下用2450±20 MHz的微波進行輻射，研究發(fā)現(xiàn)微生物僅在有水情況下失活，并且干燥或凍干的有機體甚至在延長輻射時間也不受影響。他們認為微生物僅由熱效應致死，而且極有可能不存在非熱效應，且細胞成分(除了水)不能吸收足夠的能量致死微生物細胞。

    David用自動化計算機溫控和一特殊溫度測量系統(tǒng)，用對流干熱爐和微波爐處理枯草桿菌黑色變種的干燥芽胞。監(jiān)測微波爐的溫度發(fā)現(xiàn)兩種熱源的孢子樣品表面溫度幾乎一致。在

干燥微波滅菌過程中非熱效應并不重要。他們明確表示微波致死孢子活性的機制僅由熱效應引起的。

    Juaneta1、Yeoeta1、姚開等、Gedye等研究也表明微波對微生物的滅菌效果主要是由熱效應產(chǎn)生的。Yeoeta1的分析顯示，微波殺滅不銹鋼中金黃色葡萄球菌的熱鼉主要來源于不銹鋼媒質(zhì)的傳導，而從微波直接吸收的能量很小。即細菌并未直接吸收微波，所以不能得到微波對細菌是否有非熱效應的結論。而Sasakieta1為了評價微波加熱滅菌效果，選擇好氧性細菌孢子作為生物指示劑以確定微波是否有非熱滅菌效應。用微波對干燥狀態(tài)的三種細菌孢子輻照，結果均無細菌孢子被殺滅。實驗結果表明：微波對細菌孢子的滅菌效應無非熱效應。