微波具有熱效應和非熱效應雙重殺菌作用。微波熱效應殺菌機理的簡述是：生物細胞是由水、蛋白質，核酸，碳水化合物，脂肪和列機物等復雜化合物構成的一種凝聚態介質。該介質在強微波場的作用下，溫度升高。其空間結構發生變化或破壞，蛋白質變性，影響其溶解度、粘度、膨脹性、穩定性，從而失去生物活性。 微波非熱效應殺菌機理的簡述是：微波作用能改變生物性排列聚合狀態及其運動規律，而且微波場感應的離子流，會影響細胞膜附近的電荷分布，導致膜的屏障作用受到損傷，影響ＮＡ-Ｋ泵的功能，產生膜功能障礙，從而干擾或破壞細胞的正常新陳代謝功能，導致細菌生長抑制、停止或死亡。再則細胞中的核糖核酸（ＲＮＡ）和脫氧核糖核酸（ＤＮＡ）在微波場力作用下可導致氫鍵的松馳、斷裂或重組。誘發基因突變或染色體畸變，從而影響其生物活性的改變，延緩或中斷細胞的穩定遺傳和增殖。
簡單地說微波殺菌、保鮮是微波熱效應和非熱效應共同作用的結果。微波的熱效應主要起快速升微波殺菌溫度僅在７０至９０度，時間約為幾分鐘。溫殺菌作用；而非熱效應則使用微生物體內蛋白質和生理活性物質發生變異，而喪失活力或死亡。因此，微波殺菌溫度低于常規方法，一般比較，常規方法殺菌溫度要在１００度以上，時間要在十幾分鐘至幾十分鐘
微波殺菌優點：
1. 時間短。速度快：常規熱力殺菌是通過熱傳導方式將熱量從食品表面傳至內部，往往需較長時間，內部才能達到殺菌溫度。微波則利用其透射作用，以熱效應和非熱效應的共同作用，是物品內外均勻的，迅速升溫殺滅細菌。處理時間大大縮短，在強功率密度強度下，甚至只要幾秒~數十秒達到滿意效果。
2.低溫殺菌，保持藥品成分：微波熱效應的快速升溫和非熱效應的生化作用，增強了殺菌功能。相比常規熱力在比較低溫的溫度，較短的時間內就能獲得滅蟲菌的效果，一般殺菌溫度在75~80，處理時間3~5分鐘。
3．節約能源：微波電磁轉換率高，一般在70%以上，優于加熱的電熱效率。加之，微波是直接對食品進行磁熱能量轉換，微波加熱器本身不會被加熱，因而不存在額外的熱功耗，所以節能省電，相比節電30~50%
4．殺菌均勻徹底：常規熱力殺菌是從物料表面開始的，而微波的穿透性，是表面與內部同時受熱，保證內外均勻殺菌。
5．易自動化生產：微波設備操作簡單，沒有熱慣性，能根據生產工藝要求適時調控。整條生產線只需1~2名工人。
6．工藝先進：微波殺菌設備不需要鍋爐。復雜的管道系統。煤廠和運輸車輛等，只需水，電基本條件即可，對廠房無特殊要求。投資少，見效快。
7．節省占地面積：微波設備無高溫余熱，不產生熱輻射，能改善工作環境；而且設備結構緊湊，節省廠房面積。
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