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微波具有熱效應和非熱效應雙重殺菌作用，加上紫微光波殺菌作用，從而達到殺菌的目的。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、脂肪和有機物等復雜化合物構成的一種凝聚態(tài)介質。該介質在強微波場的作用下，溫度升高。其空間結構發(fā)生變化或破壞，蛋白質變性，影響其溶解度、粘度、膨脹性、穩(wěn)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(tài)及其運動規(guī)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(chǎn)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（RAN）和脫氧核糖核酸（DAN）在微波場力作用下可導致氫鍵的松弛、斷裂或重組。誘導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(wěn)定遺傳和增殖。紫微光波管輻射強度超過18uW/cm2(距燈管表面1米處)、臭氧濃度達到38mg/m3(30分鐘、動態(tài)平衡狀態(tài)下)。由于D波段紫外線輻射空氣而產(chǎn)生的單一臭氧完全區(qū)別于高壓放電所產(chǎn)生的臭氧（同時產(chǎn)生極其有害的氮氧化合物），所以能產(chǎn)生純正臭氧同時又有直接輻射殺菌的紫外線燈管正在訊速取代傳統(tǒng)臭氧發(fā)生器。
簡單地說微波殺菌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(fā)生變異，而喪失活力或死亡。因此，微波殺菌溫度低于常規(guī)方法，一般比較，常規(guī)方法殺菌溫度要在100-120度以上，時間要在十幾分鐘至幾十分鐘，而微波殺菌溫度僅在70至90度，時間約為幾分鐘（例如：豆制品細菌總數(shù)6-7萬左右，經(jīng)過微波殺菌以后細菌總數(shù)只有6千以下，大腸菌群小于30，時間十五分鐘左右達到食品殺菌的要求）。
通過微波殺菌處理的食品的保質期可延長3~8倍，不破壞原有的營養(yǎng)成份、色澤、口感和天然風味。與其它干燥、殺菌、解凍設備相比，可縮小占地面積、降低能耗30%~100%。而且不生產(chǎn)“三廢”污染。