第四章食品的殺菌技術第1頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三概述新型超高溫殺菌技術(重點)歐姆加熱法超高溫殺菌超高壓殺菌技術脈沖強光殺菌技術超聲波殺菌技術磁場殺菌技術高壓脈沖電場殺菌技術第2頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三根據殺菌方式、溫度的不同，殺菌可分為熱殺菌和非熱（冷）殺菌。熱殺菌是食品工業(yè)常用的滅菌方法，但熱處理對食品的色、香、味及營養(yǎng)成分影響頗大。非熱殺菌由于殺菌過程中食品溫度并不升高或升高很低，既有利于保持食品中功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、味及營養(yǎng)成分。因此，在食品（特別是功能食品）加工中采用非熱殺菌技術是非常必要的?！?.1概述

新殺菌技術實際應用須解決三個問題：1.是否引起新的污染；2.是否比傳統(tǒng)方法有明顯的經濟優(yōu)勢；3.能否實現規(guī)?；a、加工。第3頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三非熱殺菌技術主要包括物理殺菌和化學殺菌。非熱物理殺菌是采用物理手段（如電磁波、壓力、光照等）進行殺菌，化學殺菌則是通過化學試劑來達到殺菌的作用。類別物理殺菌和化學殺菌的主要形式物理殺菌輻射殺菌、紫外線殺菌、超高壓殺菌、高壓脈沖電場殺菌、感應電子殺菌、磁力殺菌、脈沖強光殺菌、微波殺菌、超聲波殺菌化學殺菌添加抑菌或防腐劑、臭氧、二氧化氯、Nisin、酶第4頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三§4.2新型超高溫殺菌技術

超高溫殺菌技術（UltraHighTemperature簡稱UHT殺菌法）是利用熱交換器或直接蒸汽加熱，使食品在135～150℃溫度下，保持幾秒或幾十秒加熱殺菌后，迅速冷卻的殺菌方法，該方法殺菌效率高，物料產生的物理，化學變化小，因此，對食品的外觀、風味、營養(yǎng)素等幾乎沒有影響，可以收到很好的滅菌效果。在實際生產應用中，UHT殺菌法常常和無菌包裝技術聯系在一起，使食品保持無菌狀態(tài)，可以無需冷藏而在常溫下長期保存。一、定義第5頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三二、發(fā)展歷史UHT殺菌法是英國于1956年首創(chuàng)，在1957～1965年間，通過大量的基礎理論研究和細菌學研究后，才用于生產。超高溫殺菌最早用于乳品工業(yè)牛奶的殺菌作業(yè)。1965年英國的Burton提出了詳細的理論技術報告。UHT殺菌裝置的開發(fā)是由荷蘭的斯托克（Stork）公司在20世紀50年代初率研制，隨后國際上又出現了許多類型的超高溫處理裝置。20世紀60年代初，無菌裝罐技術獲得成功，促進了超高溫殺菌與無菌裝罐技術相結合，從而發(fā)展了滅菌乳生產工藝。20世紀80年代后，UHT技術得到了更大的發(fā)展，其應用范圍不僅僅限于液體產品，目前已可應用于固液混合產品和固體粉狀產品等。殺菌裝置也有很大的發(fā)展，如歐姆加熱裝置、氣流式殺菌裝置、塔式殺菌裝置等的開發(fā)，進一步促進了超高溫殺菌技術的發(fā)展。第6頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三三、超高溫殺菌的基本原理

微生物對高溫的敏感性遠大于多數食品成分對高溫的敏感性，故超高溫殺菌能在很短時間內有效殺死微生物，并較好地保持食品原有的品質。UHT殺菌的理論基礎涉及兩個方面：1.是微生物熱致死的基本原理；2.是如何最大限度保持食品的原有風味及品質。按照微生物的一般致死原理，當微生物在高于其耐受溫度的熱環(huán)境中時，必然受到致命的傷害，且這種傷害隨著受熱時間的延長而加劇，直至死亡。大量實驗證明，微生物的熱致死率是加熱溫度和受熱時間的函數。第7頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三微生物的耐熱性

腐敗菌是食品殺菌的對象，其耐熱性與食品的殺菌條件有直接關系。影響微生物耐熱性的因素有如下幾個方面：①菌種和菌株；②熱處理前的菌齡、培育條件、貯存環(huán)境；③熱處理時介質和食品成分如酸度或pH；④原始活菌數；⑤熱處理溫度和時間，作為熱殺菌，這是主導的操作因素。大腸桿菌第8頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三四、UHT殺菌食品的類型及其裝置和效果

1微生物的加熱殺菌

食品中微生物的熱殺菌方法有干熱和濕熱兩種不同殺菌方式。一般濕熱殺菌效果優(yōu)于干熱殺菌。

微生物在濕熱下的耐熱性微生物加熱溫度/℃滅菌所需的時間/min微生物加熱溫度/℃滅菌所需的時間/min肉毒桿菌孢子A型B型100110120360364葡萄球菌6018.8肉毒桿菌孢子E型809020～405乳酸菌7130平酸菌（孢子）11035腸炎弧菌6030枯草桿菌孢子100120175～1857.5～8霉菌屬605～10沙門氏菌604.3～30霉菌孢子65～705～10大腸桿菌5720～30酵母細胞55～652～3四聯球菌61～6530酵母孢子6010～15第9頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三用于微生物殺菌的不同加熱方法加熱方式殺菌溫度對象微生物代表性食品熱水、蒸汽加熱100℃以下細菌（營養(yǎng)細胞），霉菌，酵母家常菜，火腿，香腸干熱加熱100～140℃細菌（營養(yǎng)細胞），霉菌，酵母魚糕類高壓釜式熱殺菌100～135℃細菌（孢子），霉菌，酵母軟罐頭，魚肉香腸HTST殺菌100～120℃細菌（孢子），霉菌，酵母果汁，牛乳UHT殺菌135～150℃細菌（孢子），霉菌，酵母牛乳，豆奶，番茄沙司HTST(高溫短時)殺菌主要用于一般牛乳（非滅菌乳）的殺菌，相對于以前的低溫殺菌（牛乳，62～65℃，30min），HTST殺菌也可稱為高溫殺菌，加熱溫度大多在100～120℃之間。在一般牛乳的殺菌和果汁的無菌灌裝殺菌中多使用此HTST加熱殺菌方法。UHT殺菌被稱為超高溫殺菌，是135～150℃數秒間的殺菌，此方法完全可以殺死牛乳、豆奶以及番茄沙司等食品中生長的微生物。第10頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三2流動性食品UHT殺菌裝置和殺菌效果

在世界各國有多種無菌包裝食品上市，如常溫下長期存放的滅菌乳、果汁飲料、葡萄酒、番茄沙司等。這些流動性食品在無菌包裝食品中占有很大比例，它們一般被分為低黏性和高黏性兩類食品，在UHT殺菌中，二者的殺菌裝置和工藝有所不同。

世界各國使用的UHT殺菌裝置加熱方式裝置名稱制造商國家直接加熱方式蒸汽噴射式UperiserVTISAroBacUHTAPV公司AlfaLaval公司CherryBurrel公司巖井機械英國瑞典美國日本食品噴射式（浸漬式）PararistorThermoVacVac-HeaterPaasch&Sikeborg公司Brell&Martel公司CremeryPackage公司丹麥法國美國間接加熱方式板式SigmaUltramaticAhlbornUHTSteriglakCrescentUHTCherryBurrel公司APV公司Ahlborn公司Fran公司CremeryPackage公司日阪制作社巖井機械美國英國德國意大利美國日本管式SteridealCJ-Ste-Vac-HeaterCTAStor公司ChesterJensen公司CremeryPackage公司荷蘭美國美國刮板式ConthermThermoCylinderVotatorScrapedSurfaceHeaterRotothermAlfaLaval公司巖井機械Votator公司FranRica公司Tito-Manzini&Figli公司瑞典日本美國美國意大利第11頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三（一）低黏性食品UHT殺菌裝置與殺菌效果在直接加熱方式中，有將蒸汽直接噴入食品中的蒸汽噴入式和將食品噴入蒸汽中的噴入式兩種加熱食品方法。在間接加熱方式中，有板式加熱和管式加熱以及刮板式加熱裝置。板式裝置是加熱介質和食品通過隔板間隙時，相互進行熱交換。管式裝置是罐中的蒸汽或熱水對罐內盤管中流過的食品進行熱交換的加熱裝置。刮板式UHT殺菌裝置一般用于高黏性食品和含有固形物的流動食品的加熱殺菌。以牛乳、果汁為代表。第12頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三α-Laval公司的VTIS滅菌機工程圖1－原料牛乳；2－浮球罐；3－泵；4－預熱器；5－泵；6－蒸汽噴射頭；7－保溫段；8－真空罐；9－泵；10－均質機；11－無菌冷卻器；12－牛乳出口；13－轉向閥；14－流向轉換真空罐；15－泵；16－冷卻器第13頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三鮮奶UHT殺菌裝置第14頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三某公司的鮮奶UHT殺菌裝置及操作參數第15頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三（二）高黏性食品UHT殺菌裝置與殺菌效果高黏性食品的UHT殺菌裝置一般采用間接加熱的表面刮板式設備和直接加熱的蒸汽直接噴射式殺菌設備。對于像番茄醬、牛奶沙司這類的產品，為了防止加熱引起的焦糊問題，通常采用表面刮板式UHT殺菌裝置。表面刮板式熱交換器的斷面圖加熱介質（蒸汽，冷水）保溫材料食品旋轉軸傳熱面

刮板刀第16頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三隨著高黏性食品無菌包裝的發(fā)展，世界各國更注重開發(fā)可長時間、連續(xù)殺菌的新裝置。日本開發(fā)了可直接加熱3～200Pa?s高黏性食品的UHT殺菌新裝置（吳羽式UHT裝置）。該裝置中對高黏性食品UHT殺菌起關鍵作用的部位，其蒸汽混合基本結構如圖所示。高黏性食品在流體通過部位通過時，高溫高壓的蒸汽從夾套部位經多孔板噴射進入流動的食品中，在短時間內將食品中的微生物殺死。其整個工藝過程是，在設備關鍵部位將蒸汽噴入高黏性食品中進行混合，使物料瞬時升到殺菌溫度（100～150℃），且加熱均勻，然后在真空系統(tǒng)蒸發(fā)除去多余水分，再瞬時冷卻至所要求的溫度。該裝置與以前的UHT殺菌裝置比，最大優(yōu)點是能應用于此前因加熱焦糊、變色、風味損失而無法進行UHT殺菌加工的食品，使這類高黏性食品在不影響品質的情況下可連續(xù)進行UHT殺菌。吳羽式UHT裝置中蒸汽混合結構斷面圖蒸汽高溫流體多孔板流體第17頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三高黏性食品UHT殺菌裝置（吳羽式UHT）的殺菌效果食品特性殺菌條件活菌數/(個/g)食品黏度/Pa.spH殺菌對象菌②溫度/℃時間/s殺菌前殺菌后番茄醬制品200(常溫)①35~4.0地衣芽孢桿菌1181133.07.51.3×102002~3(常溫)35~4.01291175.019.02.0×10300奶油類制品2~3(70℃)6.0~7.0嗜熱脂肪芽孢桿菌1501391315.96.16.13.5×104006.0×103佐料汁類制品0.4~0.5(常溫)4.5~5.0芽孢桿菌孢子1491301203.53.53.54.0×102002干酪類制品0.2~0.3(80℃)－生孢梭菌1501401303.53.53.56.0×105000湯料類制品0.4~0.5(10℃)5.0~5.9芽孢桿菌孢子1421321223.53.53.56.0×105001×10-2第18頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三§4.3歐姆加熱法超高溫殺菌

歐姆殺菌是一種新型殺菌的加熱方法，它借通入電流使食品內部產生熱量達到殺菌的目的。對于顆粒物料，很好地克服瞬間加熱不均、加熱較慢的缺點。目前，英國APVBaker公司已制造出工業(yè)化規(guī)模的歐姆加熱設備，可使高溫瞬時技術推廣應用于含顆粒（粒徑高達25mm）食品的加工。自1991年以來，在英國、日本、法國和美國已將該技術及設備應用于低酸或高酸性食品的加工。第19頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三一、歐姆加熱的原理歐姆加熱效果和微波加熱有相似之處，其電能轉變成熱能遍及整個被加熱物體，當電流流過導電物質時產生的熱效應。某種食品能否適用歐姆加熱，主要決定于該食品的導電性。歐姆加熱處理器（靜態(tài)結構）原理圖第20頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三二、連續(xù)作業(yè)的歐姆加熱裝置及結構儀表控制板電源產品出口歐姆加熱器機械操作儀表化泵泵控制電力輸出控制電力總電源一條生產線的歐姆加熱器和電源配置

它由三個基本組件構成，即加熱器、電源裝置和標準儀表板。加熱器最簡單的結構有3個電極罩和兩根串聯連接的加熱管。在加熱條件范圍更廣時，需要更大的電源裝置，因此有必要增加更多的加熱區(qū)段。兩組加熱段串聯的單根歐姆加熱器第21頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三歐姆加熱殺菌工業(yè)設備第22頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三§4.4超高壓殺菌技術

食品的超高壓（UHP，又稱高靜壓/HHP）殺菌技術是指將密封于彈性容器內的食品置于水或其他液體作為傳壓介質的壓力系統(tǒng)中，經100MPa以上的壓力處理，以達到殺菌、滅酶和改善食品的功能特性等作用。

一、定義超高壓處理通常在室溫或較低的溫度下進行，在一定高壓下食品蛋白質變性、淀粉糊化、酶失活、生命停止活動，細菌等微生物被殺死。而在超高壓作用下，蛋白質等生物高分子物質及色素、維生素、香氣成分等低分子化合物的共價鍵卻不發(fā)生變化，從而使超高壓處理過的食品仍然保持其原有的營養(yǎng)價值、色澤和天然風味。

第23頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三與傳統(tǒng)的熱處理相比，超高壓處理具有無可比擬的優(yōu)點：首先，它能在常溫或較低溫度下達到殺菌、滅酶的作用，與傳統(tǒng)的熱處理相比，減少了由于高熱處理引起的食品營養(yǎng)成分和色、香、味的損失或劣化；其次，由于傳壓速度快、均勻、不存在壓力梯度，超高壓處理不受食品的大小和形狀的影響，使得超高壓處理過程較為簡單；此外，這一技術耗能也較少，處理過程中只需在升壓階段以液壓式高壓泵加壓，而恒壓和降壓階段則不需要輸入。從國內外的現狀和趨勢看，有關超高壓處理技術的研究和應用集中在兩方面：（一）以達到食品保藏為目的，研究超高壓的殺菌、滅酶作用。（二）以修飾、改變食品有關特性為宗旨，研究超高壓對食品理化性質的影響。

二、超高壓殺菌的優(yōu)點第24頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三1高壓對微生物的影響

三、超高壓殺菌的原理①超高壓作用下，微生物形態(tài)的變化；②超高壓對微生物新陳代謝的影響；③復變高壓的作用。

細菌、酵母、霉菌、病毒的高壓殺菌處理

序號微生物種類處理壓力/≈105Pa處理時間/min處理溫度/℃處理效果1234567891011121314EschericiacoliStreplococcussp.BarillusanthracisBacteriaS.senftenbergSaccharomycescerevisiaeS.bayanusAapergillusawamoriRhodilorulaglulinisHansenulaanomalaYeastLactobacillusbrevisBacillusmegateriumB.polymyza29001935970680034002720400030004000250025004000400030001010101012×60304010101035101025~2525~2525~2520~2520~2520~25室溫室溫室溫室溫25256060大部分殺死滅菌殺死大部分殺死滅菌大部分殺死滅菌滅菌滅菌滅菌滅菌殺死滅菌滅菌第25頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三①加壓時間②加壓溫度

溫度越高殺菌效果越好。③物料的化學組成一般來說，鹽或蛋白質的濃度越高，營養(yǎng)成分越豐富，細菌對高壓的耐性越大。2.環(huán)境因素對高壓殺菌的影響

四、瞬變高壓與中溫協(xié)同殺菌技術常壓液態(tài)物料經高壓泵連續(xù)增壓，再由調壓器迅速卸壓，并控制其最高工作壓力。采用瞬變高壓結合中溫的處理方式，可以有效殺滅液體食品中的微生物。并且借助于高壓泵形成的連續(xù)高壓射流，使得高壓殺菌過程得以連續(xù)運行，將為高壓加工技術的實際應用創(chuàng)造極為有利的條件。

第26頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三§4.5脈沖強光殺菌技術

脈沖強光殺菌技術是近年來才開發(fā)的新型冷殺菌技術，是用連續(xù)的寬帶光譜短而強的脈沖，抑制食品和包裝材料表面、透明飲料、固體表面和氣體中的微生物。這種技術采用強烈白光閃照的方法進行滅菌，它主要由一個動力單元和一個惰性氣體燈單元組成。動力單元是用來提供高電壓高電流脈沖的部件，為惰性氣體燈提供所需的能量；惰性氣體燈能發(fā)出波長由紫外線區(qū)域至近紅外線區(qū)域的光線，其光譜與到達地球的太陽光譜相近，但強度卻比太陽光強數千倍至數萬倍。同時因脈沖光的波長較長，不會發(fā)生小分子電離，其滅菌效果明顯比非脈沖或連續(xù)波長的傳統(tǒng)UV照射好。第27頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三脈沖強光殺菌裝置原理圖惰性氣體燈調壓充電MCU顯示器鍵盤高壓脈沖工作參數測定本技術主要應用于包裝材料和加工設備的表面、食品加工和醫(yī)療設備的表面殺菌，可以減少或取消化學消毒劑或防腐劑的應用。①制造化妝品的配料和成品；②要求高度清潔的設備、產品、裝置和區(qū)域；③使用前的醫(yī)療和齒科設備；④食品加工設備，以減少交叉污染的程度和可能性；⑤處理或半處理的污水，以減少微生物載荷；⑥空氣等。（自學）

第28頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三

聲波是機械振蕩能量的一種傳播形式。振動頻率在1.6×104～109Hz的聲波稱為超聲波。它是人耳聽不到的一種聲波。聲波可在氣體、液體和固體中傳播。聲波及其所帶的能量的傳遞是基于介質粒子相對于平衡位置的來回振動。

必須指出的是：聲波傳播時，介質粒子并未向外傳播，而只是相對于它的平衡位置作振動，向外傳播的只是運動形式和能量。

一、超聲波及其特性

§4.6超聲波殺菌技術

第29頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三超聲波特點：

①超聲波能夠傳遞很強的能量；（與聲壓成正比）②超聲波通過不同介質時會在界面上發(fā)生波速突變產生波的反射和折射現象。③當聲波在彈性介質中傳播遇上障礙時，將發(fā)生散射和繞射，在一般情況下聲散射現象將微不足道。④超聲振動在介質中傳播時，它的強度會隨傳播距離的增加而衰減。原因：波的反射、折射、繞射和散射以及質點上下運動摩擦生熱。⑤發(fā)生波的疊加作用，產生干涉現象，造成某些質點的振動加強，某些質點的振動減弱。第30頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三超聲波在固體、液體和氣體中傳播時，會引起一系列效應，利用這些效應可以影響、改變以至破壞物質的狀態(tài)、性質及組織結構。尤其超聲對生物的作用，在聲強低的情況下，效應是可逆的，而聲強超過一定閾值時則會產生不可逆效應。掌握這些效應的規(guī)律，控制它們的進行，可以達到某種預期的工藝目的，例如檢測與控制，材料的加工，加速（催化）化學反應，改變生物特性、誘變與滅菌，治療疾病等。二、超聲波與物質的相互作用1.熱效應；2.機械（力學）效應；3.空化效應；4.化學效應。5.彌散效應、聲流效應、毛細效應等。第31頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三三、超聲波殺菌效果超聲殺菌的機理是基于前述的超聲生物、物理和化學效應。研究發(fā)現在含有空氣或其他氣體的液體中，在超聲輻照下，主要由于空化的強烈機械作用能有效地破壞和殺死某些微生物病菌。在超聲波作用各種細菌時發(fā)現，在細菌死亡的同時，發(fā)生了細菌的自溶，即形態(tài)結構也受到破壞，以致作用后不僅培養(yǎng)物中的菌落數目減小，而且在形態(tài)上保留原狀的細菌也減少。微生物懸浮液的渾濁程度也減小，透明度提高，這是由于單個細胞組成膠體的分散程度的減小和細胞的溶解所致。

第32頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三超聲波醬油滅菌比較表項目方法抽樣方式與檢測結果采樣時段/min累計滅菌時間/min取樣數量/mL菌落總數/(個/mL)微生物死亡率/%盛樣器無菌水取樣001.03超聲波滅菌111.04.7×10430.9341.01.4×10479.4591.01.1×10483.810191.00.9×10486.6巴氏滅菌（72℃）551.00.5×10492.6未處理醬油（對照）001.06.8×1040第33頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三各種超聲波殺菌器

利用超聲的滅菌原理，可用于食具的消毒滅菌及護士的洗手消毒等。日本生產的超聲食具清洗機及護士洗手消毒器是實例，它們采用超聲餐具清洗機，以清除和殺滅餐具中的細菌及大腸桿菌菌落。護士洗手用的超聲消毒器，頻率為28kHz，洗手用聲強為0.75W/cm2，器械消毒用的聲強為0.1W/cm2。第34頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三（一）聲強的影響

為了在液體介質中產生空化效應（這是殺菌的動力），聲強的必要條件是大于具體情況下的空化閾值。研究表明，殺菌所用聲強最低也要大于1W/cm2。聲強增大，聲空化效應增強，殺菌效果增強，但也使聲散射衰減增大；同時，聲強增大所引起的非線性附加聲衰減亦隨之增大，因而為取得同樣殺菌效果所付出的功率消耗增加。當聲強超過某一定界限時，空化泡在聲波的膨脹相內可能增長過大，以至它在聲波的壓縮相內來不及發(fā)生崩潰，使空化效應反而減弱，殺菌效果會下降?？梢?，為獲得滿意的超聲殺菌效果，沒有必要無限制的追求提高聲強，一般情況殺菌聲強宜于取在1～6W/cm2的范圍內。

（二）頻率的影響

頻率越高，越容易獲得較大的聲壓和聲強。另一方面，隨著超聲波在液體中傳播，液體中微小核泡激活，由震蕩、生長、收縮及崩潰等一系列動力學過程所表現的超聲空化效應也越強，從而超聲波對微生物細胞繁殖能力的破壞性也就越明顯，宏觀上表現出來的微生物滅菌效果就越好。

四、影響超聲波殺菌效果的因素第35頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三（三）殺菌時間的影響

隨著殺菌時間（超聲輻照時間）的增加，殺菌效果大致成正比增加，但進一步增加殺菌時間，殺菌效果并沒有明顯增加，而趨于一個飽和值。對其他的聲化學反應也如此。因此一般的殺菌時間都定在10min內。另隨著殺菌時間的增加，介質的溫升會加大，對于某些熱敏感的食品殺菌是不利的。

（四）超聲波形的影響

超聲殺菌可取連續(xù)波和脈沖波兩種波形。連續(xù)波工作時，聲能在整個殺菌過程中不斷連續(xù)作用，而脈沖是間斷作用的，可防止介質的顯著熱效應，這對于熱敏感食品的殺菌是有利的。有研究者認為在進行超聲殺菌時，利用混響聲場要比行波聲場有效得多，在同樣的超聲能量輸入條件下，可達到高得多的殺菌效率。當使用脈沖超聲波時，為使穩(wěn)定的混響場得以建立，以期獲得高的殺菌效率，應使脈沖寬度有足夠的寬余（一般取10ms左右）；在保證穩(wěn)定的混響場聲場得以建立的情況下，所獲得的殺菌效率等效于連續(xù)波輻照。第36頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第37頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三§4.7磁場殺菌技術

生物體都處在地球這個大磁場內，因此也被磁化而帶磁性，故磁性是任何物質的一種基本屬性。生物在運動中切割磁力線，并受到洛侖茲力的作用。為了適應不同的生存環(huán)境，它們必須不斷地改變或調節(jié)自身的生物電流及電磁參數或者產生變異，甚至消亡。外磁場作用于生物體所產生的生物效應的機理有以下幾個方面：①影響電子傳遞；②影響自由基活動；③影響蛋白質和酶的活性；④影響生物膜滲透；⑤影響生物半導體效應；⑥影響遺傳基因的變化；⑦影響生物的代謝過程；⑧影響生物體的磁水效應。一、磁場的生物學效應第38頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三

外磁場作用于生物體所產生的生物效應的機理有以下幾個方面：①影響電子傳遞②影響自由基活動③影響蛋白質和酶的活性④影響生物膜滲透⑤影響生物半導體效應⑥影響遺傳基因的變化⑦影響生物的代謝過程⑧影響生物體的磁水效應

第39頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三1.殺菌機理

無論是恒定磁場還是脈沖磁場都能有效地抑制某些微生物和細菌的生長，當達到一定的磁場劑量時，還有很好的消毒殺菌功效。強磁場殺菌的主要機理是基于前述磁場的生物效應，主要的有高能量的磁場可大大影響生物體，細菌體內電子的傳遞運動，從而影響和破壞與電子傳遞有關的生命過程；強磁場大大影響原子、分子和自由基活動，會產生電子自旋共振，影響或破壞微生物結構和生命過程；會導致酶、氨基酸、核酸與蛋白質等生物大分子降低活性；會打斷生物分子中的某些化學鍵，造成細胞分裂、變性或死亡；強磁場會影響生物膜的滲透性，改變膜內外帶電離子的分布和電位的突變、交變、形成不可逆的通孔，擊穿生物細胞膜，使細菌致死；強磁場還