【文章內(nèi)容簡介】 母菌濃度為 25 單位/ml。再請有經(jīng)驗(yàn)的專家品嘗，分不出兩袋的差別。把一種面包卷切樣， ，一半原樣，另一半均勻混合霉菌孢子達(dá) 3000 單位/ml，裝入塑料袋并放入螺旋管，加上 的脈沖磁場作用一次，測得霉菌孢子只剩 1 單位/ml，而兩種面包的口味毫無變化。 所以高強(qiáng)度脈沖磁場有很好的殺菌效果，脈沖磁場處理不但能殺菌，還能顯著改善牛、羊、豬肉的嫩度。 組合殺菌技術(shù)光電聲磁技術(shù)的殺菌機(jī)理 利用光、電、聲、磁的生物效應(yīng)來殺菌，其作用機(jī)理歸納起來只要有以下幾方面； 機(jī)械—力學(xué)效應(yīng) 無論是激光，還是脈沖電場，超聲波或者脈沖磁場，它們都有兩重性，即是高能的電磁波，又是高能的粒子流，而且有很高振蕩頻率。 它們在介質(zhì)中傳播時(shí)，將引起傳播空間內(nèi)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，使它們具有交變的速度、加速度、位移、壓力、張力、切應(yīng)力（彈性的或黏滯的） 、膨脹、壓縮等。由于介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加速度與振動(dòng)頻率的平方成正比，雖然振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移和速度不大，由于頻率很高，故振動(dòng)加速度卻相當(dāng)大，有時(shí)超過重力加速度的數(shù)萬倍，如此大的加速度及產(chǎn)生的作用力（F=ma）足以造成對介質(zhì)極大的機(jī)械效應(yīng)，導(dǎo)致其中細(xì)胞不可逆的損傷和破壞。 對于超聲波來說，產(chǎn)生力學(xué)效應(yīng)的另一個(gè)原因是所謂的超聲空化效應(yīng)。 當(dāng)超聲波在液體中傳播時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種特殊現(xiàn)象—空化。廣義地說，超聲空化是指激活氣泡或空穴的各種動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)。也就是說當(dāng)超聲波在液體中傳播時(shí)，液體中的微小氣泡（氣泡或空穴） ，在聲場的作用下被激活，它表現(xiàn)為這些氣泡（空化核）的振蕩、生長、收縮及崩潰等一系列動(dòng)力學(xué)過程?？栈菔湛s及崩潰瞬間，泡內(nèi)可呈現(xiàn) 5000℃以上的高溫及高到 109K/s 溫度變化率和幾百到上千個(gè)大氣壓的高壓，會(huì)產(chǎn)生峰值高達(dá) 108N/m2 的強(qiáng)大沖擊波。這樣高的爆炸壓力，將炸死液體中的某些細(xì)菌或使某些病毒喪失其毒力，甚至?xí)辜?xì)菌形態(tài)結(jié)構(gòu)破裂和溶解。 脈沖放電殺菌時(shí)起主要作用的也是力學(xué)效應(yīng)引起的強(qiáng)烈沖擊波。也就是說，在液體中產(chǎn)生脈沖放電時(shí)，由于電容器組貯存能量在瞬間釋放出來，強(qiáng)大的脈沖電流使放電通道周圍液體瞬間汽化并形成氣泡，高速劇烈膨脹而爆炸，產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波，向四周擴(kuò)散，壓強(qiáng)可達(dá) 100kPa 以上，有的高達(dá) 1010Pa。當(dāng)放電終了瞬間空穴中壓力突然降低，液體又以超聲速回填空穴形成反向沖擊波，強(qiáng)大沖擊波的來回振蕩，因此施加給不可壓縮的液體及其中物質(zhì)及物體的機(jī)械作用力是相當(dāng)大的，足以引起液體介質(zhì)中微生物細(xì)胞內(nèi)部的強(qiáng)烈振動(dòng)和細(xì)胞膜破裂等現(xiàn)象，從而產(chǎn)生殺菌效果。 在脈沖磁場的作用下，食品中的帶電粒子將產(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng)，撞擊食品分子，使食品分子分解，產(chǎn)生陰、陽離子，這些陰、陽離子在磁場的作用下極為活躍，可穿過細(xì)胞膜，與微生物內(nèi)的生命物質(zhì)如蛋白質(zhì)、RNA 作用，而阻斷細(xì)胞內(nèi)正常生化反應(yīng)和新陳代謝的進(jìn)行，導(dǎo)致細(xì)胞死亡，進(jìn)而殺死細(xì)菌。 在磁場作用下，細(xì)胞內(nèi)的帶電粒子如電子和離子，受到洛侖茲力的影響，其運(yùn)動(dòng)軌跡常被限制在一定半徑范圍之內(nèi)，磁場強(qiáng)度越大，這種半徑（拉默半徑）就越小。 磁場強(qiáng)較大時(shí)，洛侖茲力加大，拉默半徑小于細(xì)胞的大小，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的電子和離子不能正常傳遞，從而影響了細(xì)胞正常的生理功能，甚至產(chǎn)生變異和死亡。 化學(xué)效應(yīng)的殺菌效果 光、電、聲、磁與物質(zhì)相互作用時(shí)，還引起化學(xué)作用，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，尤其是氧化還原、聚合、電化學(xué)及其它過程。會(huì)引起細(xì)胞內(nèi) DNA 的致命損傷而導(dǎo)致細(xì)菌死亡，會(huì)在液體中產(chǎn)生一些活性離子、粒子及分子。例如 H2O分子及微量 O3 等都有殺菌作用。 激光的化學(xué)效應(yīng)更加明顯，在激光與物質(zhì)相互作用時(shí)，根據(jù)波長的不同，功率密度的大小及作用時(shí)間的長短，可產(chǎn)生四種化學(xué)效應(yīng)：①光致分解（吸收光能能而導(dǎo)致化學(xué)分解的過程）②光致氧化（光作用下，反應(yīng)物失去電子的過程）③光致聚合（光作用下，小分子聚合成大分子的過程）④光致敏化（在光敏劑的參與下，用特定波長的光作用而產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)） 這些化學(xué)效應(yīng)有時(shí)是非常激烈的，使生物大分子吸收激光能量而被激活、振動(dòng)和電離、產(chǎn)生受激電子、原子、原子團(tuán)、分子和自由基等，引起生物組織內(nèi)產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致酶、氨基酸、核酸、和蛋白質(zhì)等生物大分子活性降低或失去活性。特別是強(qiáng)激光的激勵(lì)是一場激烈的，會(huì)引起 DNA 分子中的某些化學(xué)鍵（例如氫鍵、核磷酸酯鍵等）斷裂，改變 DNA 分子結(jié)構(gòu)，造成畸變或穿過細(xì)菌薄膜上的孔，也是殺死細(xì)菌的原因之一。所以用不同劑量（功率密度）和波長的激光可以殺死不同的細(xì)菌、病毒和各種寄生蟲。 高能脈沖磁場產(chǎn)生的化學(xué)效應(yīng)也與激光的化學(xué)效應(yīng)相似。 電磁與振蕩效應(yīng)加劇細(xì)菌死亡 光、電、聲、磁都是高頻的電磁波，在它們的作用下除了有高頻電場之外還伴隨有高頻的磁場。生物體內(nèi)的大多數(shù)分子和原子具有極性和磁性。 高能量的電磁場可大大影響生物體，細(xì)菌體內(nèi)電子的傳遞運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生電子自旋共振，從而影響和破壞與電子傳遞有關(guān)的生命活動(dòng)。另外還可能使有機(jī)體組織的電子、原子核、原子或分子產(chǎn)生激勵(lì)、振動(dòng)、離化、躍遷以及形成等離子體和活性很高的自由基，影響酶活性等引起一些非正常的生物化學(xué)變化，擾亂正常的生理活動(dòng)，甚至引起生物組織的變異和損傷。激光的電磁場效應(yīng)，達(dá)到一定值時(shí)，會(huì)影響生物電位，因此在神經(jīng)脈沖傳遞過程中會(huì)起到刺激、抑制或破壞作用。 振蕩的電磁場還能松弛離子和蛋白質(zhì)間的化學(xué)鍵，鍵的松弛可能影響細(xì)胞的代謝活動(dòng)而使微生物失活。 強(qiáng)脈沖電磁場會(huì)大大影響生物細(xì)胞膜的通透性，改變膜內(nèi)外帶電離子的分布和電位的突變，交變，形成不可逆的通孔，特別是脈沖電磁場作用產(chǎn)生的振蕩效應(yīng)，更會(huì)使孔加大和擊穿而導(dǎo)致生物細(xì)胞膜崩潰，而加速細(xì)胞死亡。 另外生物體對于磁場是可透過性的，微生物細(xì)胞在磁場下運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果細(xì)胞所做運(yùn)動(dòng)是切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致其中磁通量變化并激起感應(yīng)電流。這個(gè)電流的大小、方向和形式是對細(xì)胞產(chǎn)生生物效應(yīng)的主要原因。此感應(yīng)電流越大，生物效應(yīng)越明顯。當(dāng)細(xì)胞處于脈沖磁場時(shí)，由于磁場的瞬間出現(xiàn)和消失，必然在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生瞬變的磁通量。瞬變的磁通在細(xì)胞內(nèi)激起感應(yīng)電流，此感應(yīng)電流與磁場相互作用的力密度可破壞細(xì)胞正常的生理功能。3 影響殺菌效果的因素 用光、電、聲、磁的生物效應(yīng)殺菌時(shí)，影響殺菌效果的因素主要有以下幾方面。光、電、聲、磁能量的產(chǎn)生及引入方式 主要包括：①能量的產(chǎn)生及發(fā)射裝置的類型、數(shù)量、工作方式及布局形式等。當(dāng)采用組合方式殺菌時(shí)，幾種能量是同時(shí)作用（并行）還是連續(xù)—半行作用。②殺菌室的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸、數(shù)量、布局以及有無攪拌、冷卻和控溫裝置等。 這些往往是影響殺菌效果的重要因素，國內(nèi)外的一些專利，主要“?！痹谶@些方面。有巧妙的殺菌形狀和結(jié)構(gòu)，有最佳的能量引入方式和精巧的布局。就能取得極好的殺菌效果和極高的殺菌生產(chǎn)率。 例如，要根據(jù)殺菌的能量閾值和生產(chǎn)（殺菌效率）決定下列參數(shù)； 激光器的種類、數(shù)量、工作方式，特別是激光的波長，功率（對連續(xù)激光）或能量（對脈沖激光）的選定。 脈沖電場殺菌時(shí)，要決定脈沖電源的種類，特別是輸出的波形（方波還是其它形式的波形） ，放電方式（自發(fā)脈沖放電，還是強(qiáng)制脈沖放電）及控制方式與元件和設(shè)備，電場強(qiáng)度的大小及單位容積殺菌能量值的決定等。 超聲波殺菌時(shí)，要確定超聲波及換能器的種類及數(shù)量，以及特征參數(shù)的確定，主要是功率大?。晱?qiáng)）和頻率。 脈沖磁場殺菌，要確定磁場的產(chǎn)生方法和電源種類的選擇，殺菌用工作線圈的幾何形狀及物理特性及尺寸的決定磁場強(qiáng)度及頻率的確定等。 供能裝置（如激光器，超聲波發(fā)生器、脈沖電源、磁場電源等）的輸出系數(shù)及調(diào)節(jié)與控制方式，例如電壓、電流、功率、場強(qiáng)與能量系數(shù)、波形、頻率及處理時(shí)間（或脈沖次數(shù)）等等。被處理物料的特性，如電導(dǎo)率，電阻率，濃度及均勻（均質(zhì)）狀態(tài)，汽（氣）泡的含量，固體物的大小及含量，所含的菌種、狀態(tài)及數(shù)量，處理時(shí)的溫度及 pH 值等。 對激光殺菌而言，被殺菌物質(zhì)的吸收帶，對激光的吸收和反射特性，它的顏色、透明度以及所含雜質(zhì)的種類、大小和特性，也會(huì)大大影響殺菌效果。 對超聲殺菌還要考慮：實(shí)踐證明，以上三方面是一個(gè)有機(jī)的統(tǒng)一體。它們有一個(gè)最佳的組合，才能取得最佳的殺菌效果和最高的殺菌生產(chǎn)率。AbstractPulse discharge in the liquid medium in the use of the biological effectiveness of pulse discharge similar sterilization is the most active of a physical sterilization technology. Liquids pulse discharge sterilization equipment, generally by the two major ponents: First,the supply of energy pulse discharge power, and the other liquid material directly to the sterilization of sterilization room. Figure is a pulse discharge of the principle of sterilization equipment, including sterilization room from two different diameter of the “drums” posed. They were to supply the positive and negative, the liquid material from below the population inflow. After the gap between them from the upper outflow of exports. In the process of plete mobile sterilization process. Ultrasound in solid, liquid and gas transmission, because the interaction between ultrasound and media so that the media in the physical and chemical change, resulting in a series of mechanical, thermal, chemical and electromagic effects of ultrasound, the ued of these effects can affect and chang the material that destroyed the status, nature and anization structure. In particular, the role of ultrasound in a low voice strong case, the effect is reversible, and the sound intensity over a certain threshold will have irreversible effects. These have the effect of law, control their conduct, can be expected to achieve a certain objective of the process, sterilization is the use of ultrasound to the effect of ultrasound biological, physical and chemical effects. Study found that in the presence of air or other gas liquid, in the ultrasonic radiation, mainly due to the strong air of the effective role of mechanical damage and kill certain bacteria and viruses, or to lose toxicity. Ultrasound is the ultrasound both of the main tools scattered by the ultrasonic generator, ultrasonic vibration systems, ultrasound scattered tools, containers scattered ponents. Both of the working principle, when the ultrasonic generator output voltage and high frequency of the ultrasonic vibration, the vibration of horn after mechanical amplitude Larger Role in scattered tools, in containers within a strong decentralized.Key word: pulse discharge, ultrasonic sterilization, both of ultrasound Food sterilization technology is the industry one of the core technology, with the rapid devel