微波是指波长在1mm~1m,频率在300MHz-- 30GHz之间的电磁波。我国规定和常用的频率有915MHz和2 450MHz。
微波杀菌主要指食品中的微生物在微波热效应和非热效应的作用下,使其内部的蛋白质和生理活性物质发生变异或破坏,从而导致生物体生长发育异常,直至死亡。
(1)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 450MHz,相当于使水分子在1s内发生180°来回转动24.5亿次),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。
(2)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。其中水含量为75%一85%,细菌的各种生理活动都有水参加。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、黏度、膨胀性、渗透性及稳定性都会发生明显变化,从而使细菌失去生物活性。