高压脉冲电场杀菌.ppt

《高压脉冲电场杀菌.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、高压脉冲电场杀菌文食134-1201390523107王晓欣定义脉冲电场(PulsedElectricFields,PEF)处理是一种新型的非热食品杀菌技术它是以较高的电场强度(10-50kV/cm)、较短的脉冲宽度（0-100μs）和较高的脉冲频率（0-2000Hz）对液体、半固体食品进行处理，并且可以组成连续杀菌和无菌灌装的生产线。高压脉冲电场保鲜技术主要是利用强电场进行杀菌,它可以克服加热杀菌方法引起的蛋白质变性和维生素破坏,因而较好地保证食品原有的营养成分和原有的风味实验已证明高压脉冲电场对液体食品中的酵母、各类革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌细菌袍子

2、等菌类有明显的抑制作用,同时,处理没有对食品的感官质量造成任何影响，而且处理过程温升小,耗能低,以近几年来对高压脉冲电场技术在液体食品杀菌保鲜的研究进展较快,具有较好的工业前景,正向商业化发展原理对于高压脉冲电场的杀菌机理,现在有多种假说,大多数研究者倾向于认同电场对细胞膜的影响,以此为基础进行了抑菌动力学的推导。当液体食品处于电场中时,食品中微生物的细胞膜在强电场的作用下,产生可修复的破裂或穿孔,使细胞组织受损,导致微生物失活,这种现象称为电穿孔,这己经在细胞融合和提取细胞内物质的处理中得到了应用。对细胞膜较为通用的模型认为细胞膜的厚度大约为7nm~1

3、0nm,细胞膜可等效于一个具有低介电常数电介质的平板电容器,电介质的厚度约为3nm,细胞膜两表面带有极性相反的自由电荷,大多数细胞膜产生穿孔的临界电势在0.7V~1.1V之间。Teissie等人指出,在强电场作用下,细胞膜表面不断堆积电荷,从而诱导产生横跨膜电势,当横跨膜电势大于临界电势时,细胞膜破裂形成穿孔。Castro等人解释穿孔的原因,是由于细胞膜两表面堆积的异号电荷相互吸引,引起膜的挤压,当这种电挤压力大于膜的弹性力时就产生穿孔。高压脉冲电场技术的发展历程上个世纪60年代，Sale和Hamilton等学者率先对PEF灭菌技术进行了研究，并通过实验

4、证明了PEF的非热效应。80年代以后，Hulsheger、Zimmermann等学者对PEF灭菌机理做了进一步探讨，并研制出了小型试验设备。90年代后，华盛顿州立大学研制出了较为成熟的设备，并获得了专利。Zimmermann等人还对指数衰减脉冲波、振荡脉冲波和矩形脉冲波的灭菌效果做了对比研究，发现矩形脉冲波的作用效果最好。目前较为成熟的是华盛顿州立大学食品非热研究中心利用脉冲电容储能，触发放电产生指数衰减型高压脉冲研制的PEF处理实验系统，以及随后利用脉冲成型网络（PFN）研制的高压方波PEF处理实验系统。2000年美国DTI公司为俄亥俄州立大学食品技术

5、系设计制造了第一台商用PEF处理系统PEF技术是近年来研究最多的食品非热处理技术之一。国内研究现状与国外相比，国内有关非热加工技术的研究起步晚、研究少。国内在上世纪90年代后期开始进行PEF杀菌方面的研究，目前主要有江南大学、中国农业大学、清华大学、华南理工大学、吉林大学、浙江大学和大连理工大学等高校在开展PEF技术的相关研究江南大学从美国俄亥俄州立大学购置一套OSU-4L型PEF杀菌设备，并进行了较为基础性的研究和设备改造中国农业大学、吉林大学和华南理工大学等机构对PEF对果蔬汁中杀菌钝酶效果及机理研究做了许多基础工作浙江大学、清华大学在PEF设备和处

6、理腔设计方面取得了一定成果近年来，我国学术期刊上出现少量关于PEF在食品保藏中应用的报导，但远没有国外研究的深入可以说，我国对PEF技术的研究方兴未艾，但与国外相比尚存在较大差距。高压脉冲电场系统设备PEF系统设备主要包括五部分：电源装置、脉冲发生装置（包括电容和控制开关）、样品处理室、冷却系统、温度测定系统。下图是江南大学实验用的PEF处理单元图表。高压脉冲电场对食品组分的影响Li等人发现，在其他脉冲条件一定时，大豆分离蛋白的表面自由巯基含量和疏水性随PEF强度和处理时间的增加而增加；但当电场强度大于30kV／em、处理时间大于288us时,由于蛋白质

7、分子变性、亚基的解离以及通过非共价键相互作用重新聚集，大豆分离蛋白的分子质量、粒径发生了变化，形成了大分子的聚集体，但二级结构变化较小。文献来源：LiYQ,ChenZX.MoHZ.Effectsofpulsedelectricfieldonphysicechemicalpropertiesofsoybeanproteinisoares[J]．LwT，2007,40：1167—1175．李迎秋等研究了高压脉冲电场对大豆分离蛋白功能性质的影响。结果表明随着脉冲强度和脉冲处理时间的延长，大豆分离蛋白的溶解度、乳化性、起泡性及疏水性都增加。高压脉冲电场使大豆分离

8、蛋白疏水性和巯基含量发生了改变，说明高压脉冲电场对大豆分离蛋白的疏水相互作用和二