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紫外线杀菌作用显著的部分在波长300nm以下，其中波长254－257nm的紫外线杀菌作用最强。紫外线的杀菌作用原理与其核酸、蛋白质及酶的作用有关，短波紫外线能破坏细胞或病毒的核酸结构和功能。核酸的吸收光谱与紫外线的杀菌作用光谱几乎完全吻合，核酸中嘌呤和嘧啶对波长260mu的紫外线吸收最强；波长254mu的紫外线主要被核蛋白吸收。核酸吸收短波紫外线后，紫外线的量子破坏核酸分子中的一个或数个化学健，造成核酸或核蛋白的分解或变性，使之失去正常功能，造成细菌和病毒的死亡或变异。此外，紫外线照射尚能影响细菌和病毒中许多酶的活性，使其蛋白分子的结构和功能产生改变，影响蛋白质及核酸的代谢合成，亦可使细菌或病毒的毒性减弱，甚至死亡。

牛奶含有大量的蛋白质，紫外线的量子可破坏牛奶中蛋白质的一个或数个化学健，造成蛋白质的分解或变性，但还没有达到凝固程度。