Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/56458
標題: 微波對生物系統生物效應(非熱效應)的探討(I)
Bioeffects of Microwave Radiation on Biological System
作者: 傅以中
關鍵字: 食品科技;基礎研究;微波加熱;生物效應;非熱效應;熱效應;降解
摘要: 
微波的生物效應(bioeffects)是討論生物系統中所謂的熱效應(thermal effects)與非熱效應(nonthermal effects)。有關非熱效應存在與否的爭辯,尚未塵埃落定。最主要存在四個與實驗相關困難的問題,必須得到解決;任何一個或多個困難的存在,都將導致,非熱效應存在與否的爭辯持續。這些困難包括:(一)在微波環境下,缺乏準確及方便的科技,作線上(on-line)溫度的量測;(二)由於微波電場不均勻的分佈,以及被加熱物件本體,與生俱來存在不同物理(physical)及介電(dielectric)性質的影響下,物體本身在微波環境下,要能有均勻的加熱,就有許多問題待解決;(三)無能力在微波環境下,控制加熱物體維持在恆溫(isothermal)狀態;(四)在傳統加熱及微波加熱兩條件下,缺乏正確以及公平的方式,比較兩者是否具有相當的受熱歷程(equivalent thermal histories)。此兩年計劃的目的,在於採用新的方法學,來解決長久以來存在於生物系統中,所爭辯非熱效應是否存在的問題。新方法學將針對之前所提出的一些困難作解決,並在符合科技的要求下,使在傳統及微波加熱兩條件下,具有相當的受熱歷程。吾人相信,使用精準的溫度控制器,精確的掌控微波能量的輸出,以及設計良好的實驗裝置,將可使實驗在平等的受熱條件下,探討非熱效應對生物系統的影響。第一年計劃的目的包括以下幾部份:(一)設計並改裝一個可調控並能連續輸出能量的微波爐,以及一個具回饋功能的溫度控制器,並檢測這些硬體的性能;(二)以上兩者皆需具有數位輸出、入功能,並將控制系統程式化;(三)檢測系統的電場強度、數據傳輸能力,以及被加熱物體溫度控制的特性;(四)設計一個結合溫控以及微波能量調控的微波動力反應器(microwave kinetics reactor)。其中包含一個可容忍較低壓力存在(10大氣壓),並具機械攪拌能力的玻璃容器;(五)解釋如何在大於100°C 的系統下使用此裝置,並制定其操作能力的範圍及其限制。第二年計劃的目的包括以下幾部份:(一)將前一年提出的新方法學,所設計的微波動力反應器,應用在檢測維生素B1 受熱降解時,非熱效應是否存在的問題。實驗將在相當的受熱歷程下,比較傳統及微波加熱兩者對維生素B1 在100,110,120,及130°C下降解速率的影響;(二)實驗將檢測,將維生素B1 水溶液樣品,保持在低溫(25-35°C)不受熱破壞的條件下,給予高能量(400-600 W)的微波照射,探討是否引發在非微波照射環境下所不存在的降解現象;(三)將微波動力反應器,應用在探討E. coli. 及B.stereothermophilus 兩株菌,在相當的受熱歷程下以及傳統及微波加熱兩條件下,在90,100,110,及120°C 下的動力生長曲線。並由數據分析微生物的生長,是否存在非熱效應的問題;(四)此外,實驗將檢測此兩株菌的懸浮液樣品,保持在低溫(25-35°C)不受熱破壞的條件下,給予高能量(400-600 W)的微波照射,探討是否引發微生物死滅在非微波照射環境下所不存在的現象;(五)也是整個實驗中的一部份,藉由探討微生物第二代生長動力學的研究,也可進一步瞭解微波加熱對微生物去氧核糖核酸(DNA)的影響。
URI: http://hdl.handle.net/11455/56458
其他識別: NSC94-2214-E005-005
Appears in Collections:食品暨應用生物科技學系

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