微波杀菌是一种新型的热杀菌技术,其杀菌安全性在2009年已经美国FDA的认证,是近年来唯一通过FDA认证的新型杀菌技术,其工业化推广正在进行中。微波杀菌的前期研究主要集中在如何确定杀菌的安全性和通过监管部门的安全认证。为了保证微波杀菌产品的微生物安全,微波杀菌的工艺研发遵循了与传统杀菌工艺相同的原理,仅考虑微波的热效应,即记录冷点位置的时间温度曲线,结合目标微生物的热失活动力学计算热杀菌程度（F）,通过时间温度的综合效应评估微波的杀菌效果。但是除了热效应之外,微波处理过程中还会产生一些传统加热无法解释的特殊现象,即微波非热效应。微波场非热效应是由交变电磁场和食品中特定的极性分子相互作用而引起的,与宏观层面微波加热导致温度升高的热效应无关,如电效应、磁效应和化学效应等。目前,微波场对微生物非热效应的研究主要集中在液体体系内,利用多模式家用微波炉进行处理。这些研究的目的仅仅是探索微波场非热效应是否存在,没有基于微波杀菌工艺的设计和产品研发。此外,在大功率工业微波杀菌过程中,微波场非热效应对微生物的杀灭效果和致死机理也尚未有研究。在微波加热的整个过程中,微波场热效应与非热效应是同时存在的。目前用于研究微波非热效应的方法中,同步升温曲线是最准确且最易实现的。同步升温曲线法是指初温、终温和升温速率一致的加热方式,使微波和传统加热食品经过相同的热处理程度,最后通过评估不同热处理方式之间的结果差异来确定微波电磁场的非热效应。因此,本文使用同步升温曲线法对比微波杀菌和传统水浴处理对接种在三文鱼中生孢梭菌的影响,研究了微波非热效应的存在,并探究了微波辐射时间、保温处理和温度对微波场非热效应的影响。此外,在相同的微生物杀菌强度下,对比了微波和水浴处理后三文鱼中脂肪酸含量及组成,研究了微波热和非热效应协同作用对三文鱼片脂肪酸质量的综合影响。在此基础上,为进一步探究高温（＞100℃）条件下微波场非热效应对微生物和食品组分的影响,设计了一种可以实现固体食品高温短时加热（HTST）的装置。主要研究内容和结果如下:（1）从微波热效应和非热效应两个方面研究了微波处理对固体食品（三文鱼片）中接种的生孢梭菌的灭活效率。为了研究微波电磁场是否存在非热效应,建立了微波与水浴处理同步升温曲线法,通过调整水浴处理样品的厚度、水浴的温度和处理时间,得到完全匹配的水浴热处理的时间-温度曲线和相对应微波处理的时间-温度曲线,使水浴热处理组的热处理程度与微波处理相同。结果表明:在相等或更低的热致死率值(F90)下,微波处理的生孢梭菌的致死率显著高于（P＜0.05）水浴处理组,证明微波加热过程中存在非热效应,且微波场的非热效应随微波辐射时间的延长而增加,随样品温度的升高而增强,而保温处理会降低微波的非热效应的占比。（2）比较了不同初始温度的样品经过相同微波加热时间后的杀菌结果,基于同步升温曲线法设计水浴处理的参数以排除微波加热过程中热效应的致死率,研究了温度升高对微波非热效应的影响。结果表明:在相同的微波辐射时间下,随着温度的升高,微波非热效应的杀菌效果显著增强（P＜0.05）,微波场非热效应的杀菌效率从22.18%,24.56%增加到了35.25%。结果表明高温能够增强微波电磁场的非热效应。（3）为了进一步研究微波处理过程中热效应和非热效应对三文鱼品质的综合影响,比较了相同杀菌强度（7.5-log）的微波和水浴处理后三文鱼中的脂肪酸含量及组成。脂肪酸的结果表明,在相同杀菌强度的前提下,经过微波加热处理后的三文鱼总脂含量显著地高于水浴加热组,且经过微波处理后的三文鱼中含有相对较高的PUFAs,尤其是ARA,EPA和DHA,证明微波处理后的三文鱼品质更高。（4）设计了一种基于水床加热、能够实现对固态食品高温短时加热的实验装置。该加热装置外接压力表和加压装置,实时监控加热单元内部的压力,模拟不同升温速率的高温短时加热,可用于进一步探索微波高温短时处理下微生物的耐热性和食品营养成分的品质变化规律;能够获得与微波杀菌相同升温速率的时间温度曲线进而验证微波非热效应,对研究高温短时加热固态食品品质变化和微波场非热效应对微生物及产品品质的影响具有重要意义。