高壓脈沖電場(chǎng)殺菌資料

1、高壓脈沖電場(chǎng)殺菌,講授內(nèi)容,第一節(jié) 定義第二節(jié) 高壓脈沖電場(chǎng)技術(shù)的發(fā)展歷程 第三節(jié) 高壓脈沖電場(chǎng)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第四節(jié) 高壓脈沖電場(chǎng)殺菌機(jī)理第五節(jié) 影響高壓脈沖電場(chǎng)殺菌的因素第五節(jié) 高壓脈沖電場(chǎng)對(duì)食品組分的影響 第六節(jié) 高壓脈沖電場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)備,第一節(jié) 定義,脈沖電場(chǎng)(Pulsed Electric Fields, PEF)處理是一種新型的非熱食品殺菌技術(shù)，它是以較高的電場(chǎng)強(qiáng)度(10-50kV/cm)、較短的脈沖寬度（0-1

2、00μs）和較高的脈沖頻率（0-2000Hz）對(duì)液體、半固體食品進(jìn)行處理，并且可以組成連續(xù)殺菌和無(wú)菌灌裝的生產(chǎn)線。,第二節(jié) 高壓脈沖電場(chǎng)技術(shù)的發(fā)展歷程,上個(gè)世紀(jì) 60 年代，Sale 和 Hamilton 等學(xué)者率先對(duì) PEF 滅菌技術(shù)進(jìn)行了研究，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了 PEF 的非熱效應(yīng)。80 年代以后，Hulsheger、Zimmermann 等學(xué)者對(duì) PEF滅菌機(jī)理做了進(jìn)一步探討，并研制出了小型試驗(yàn)設(shè)備。90 年代后，華盛頓州立大學(xué)

3、研制出了較為成熟的設(shè)備，并獲得了專(zhuān)利。Zimmermann 等人還對(duì)指數(shù)衰減脈沖波、振蕩脈沖波和矩形脈沖波的滅菌效果做了對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)矩形脈沖波的作用效果最好。目前較為成熟的是華盛頓州立大學(xué)食品非熱研究中心利用脈沖電容儲(chǔ)能，觸發(fā)放電產(chǎn)生指數(shù)衰減型高壓脈沖研制的 PEF 處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以及隨后利用脈沖成型網(wǎng)絡(luò)（PFN）研制的高壓方波 PEF 處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。,2000 年美國(guó) DTI 公司為俄亥俄州立大學(xué)食品技術(shù)系設(shè)計(jì)制造了第一臺(tái)商用 P

4、EF 處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用半橋型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)兩個(gè)完全獨(dú)立的固態(tài)開(kāi)關(guān)成型的雙極性高壓脈沖。PEF 技術(shù)是近年來(lái)研究最多的食品非熱處理技術(shù)之一。目前，PEF 設(shè)備已經(jīng)發(fā)展到接近商業(yè)化階段，很多研究機(jī)構(gòu)先后開(kāi)發(fā)出帶有無(wú)菌包裝體系的中試規(guī)模 PEF 處理系統(tǒng)，如美國(guó)華盛頓州立大學(xué)食品非熱處理中心擁有一套處理量為 100L/h 的連續(xù)的 PEF 處理體系，可處理濃縮或新鮮的蘋(píng)果汁、豌豆湯、牛乳等產(chǎn)品；俄亥俄州立大學(xué)的無(wú)菌技術(shù)研究中心開(kāi)發(fā)出整

5、套的 PEF 處理系統(tǒng)和無(wú)菌包裝系統(tǒng)，此系統(tǒng)處理產(chǎn)品流速為 1.89-3.79L/h；另外，俄亥俄州立大學(xué)還開(kāi)發(fā)出 OSU 系列小型實(shí)驗(yàn)用 PEF 設(shè)備；位于美國(guó)加利福尼亞洲的 PurePulse Technologies 公司也開(kāi)發(fā)了處理量 10L/h 和 200L/h 的“CoolPure”P(pán)EF 處理體系。,第三節(jié) 高壓脈沖電場(chǎng)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,PEF 作為一種新型的食品非熱殺菌技術(shù)，一直受到美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、加拿大等發(fā)達(dá)

6、國(guó)家政府、企業(yè)和研究單位的廣泛重視。目前在設(shè)備研究和制造方面俄亥俄州立大學(xué)處于國(guó)際領(lǐng)先地位，該大學(xué)已建成一條處理能力達(dá)到 2000L/h 的準(zhǔn)工業(yè)化生產(chǎn)線，進(jìn)行了包括橙汁、蘋(píng)果汁、酸奶等產(chǎn)品在內(nèi)的一系列產(chǎn)品的殺菌試驗(yàn)，并取得了良好的成果。該生產(chǎn)線加工的果汁產(chǎn)品的色澤、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)等質(zhì)量指標(biāo)明顯好于傳統(tǒng)的熱殺菌的產(chǎn)品，目前設(shè)備開(kāi)發(fā)和某些產(chǎn)品（如酸性果汁）的加工工藝均已發(fā)展到準(zhǔn)工業(yè)化階段。,,美國(guó)俄勒岡州 Genesis Juice 公司

7、利用 PEF 技術(shù)生產(chǎn)的果汁已通過(guò)了食品藥品管理局認(rèn)證，并在波特蘭市場(chǎng)上正式銷(xiāo)售，其產(chǎn)品有蘋(píng)果汁、草莓汁等，所用 PEF系統(tǒng)為 OSU-5 型，處理速率約 200L/h，貨架保存期為 4 周。在美國(guó)，俄亥俄州立大學(xué)、華盛頓州立大學(xué)、明尼蘇達(dá)州立大學(xué)、國(guó)家食品安全與技術(shù)中心和 PurePulse Technology 公司等多家單位都在進(jìn)行 PEF 技術(shù)的研究，近幾年內(nèi)美國(guó)申請(qǐng) PEF 殺菌設(shè)備和技術(shù)方面的專(zhuān)利近 10 項(xiàng)。目前歐盟成立

8、了高強(qiáng)度電場(chǎng)項(xiàng)目研究委員會(huì)，德國(guó)柏林理工大學(xué)、加拿大圭爾夫大學(xué)、英國(guó)和荷蘭的 Unilever 實(shí)驗(yàn)室、日本的 Mitsubishi 公司和 Toyohashi 科技大學(xué)都在 PEF 殺菌效果的研究方面取得了一定的進(jìn)展?？傊?，國(guó)際上PEF 殺菌技術(shù)正進(jìn)入實(shí)用階段，隨著一些關(guān)鍵問(wèn)題的解決，該非熱殺菌技術(shù)將得到進(jìn)一步推廣。,,與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)有關(guān)非熱加工技術(shù)的研究起步晚、研究少。國(guó)內(nèi)在上世紀(jì) 90 年代后期開(kāi)始進(jìn)行 PEF 殺菌方面的研究，

9、目前主要有江南大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、華南理工大學(xué)、吉林大學(xué)、浙江大學(xué)和大連理工大學(xué)等高校在開(kāi)展 PEF 技術(shù)的相關(guān)研究，江南大學(xué)從美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)購(gòu)置一套 OSU-4L 型 PEF 殺菌設(shè)備，并進(jìn)行了較為基礎(chǔ)性的研究和設(shè)備改造。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、吉林大學(xué)和華南理工大學(xué)等機(jī)構(gòu)對(duì) PEF 對(duì)果蔬汁中殺菌鈍酶效果及機(jī)理研究做了許多基礎(chǔ)工作。浙江大學(xué)、清華大學(xué)在 PEF 設(shè)備和處理腔設(shè)計(jì)方面取得了一定成果。近年來(lái)，我國(guó)學(xué)術(shù)期刊上出現(xiàn)少量關(guān)

10、于 PEF 在食品保藏中應(yīng)用的報(bào)導(dǎo)，但遠(yuǎn)沒(méi)有國(guó)外研究的深入?？梢哉f(shuō)，我國(guó)對(duì) PEF 技術(shù)的研究方興未艾，但與國(guó)外相比尚存在較大差距。,第四節(jié) 高壓脈沖電場(chǎng)殺菌機(jī)理,目前 PEF 對(duì)微生物的作用機(jī)理尚不完全清楚，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為 PEF 是通過(guò)外部電場(chǎng)與微生物細(xì)胞膜直接作用，從而破壞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，形成“電穿孔”而導(dǎo)致微生物滅活。微生物細(xì)胞和外環(huán)境之間進(jìn)行著活躍的物質(zhì)交換，細(xì)胞膜的完整性對(duì)保證細(xì)胞生命活動(dòng)的正常進(jìn)行有著極其重要的作用。PEF 的

11、殺菌作用與其對(duì)微生物細(xì)胞膜的影響密切相關(guān)。當(dāng)微生物被置于高壓脈沖電場(chǎng)中時(shí)，細(xì)胞膜會(huì)被破壞，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物外滲，引起細(xì)胞死亡。,（一）細(xì)胞膜的電穿孔(electroporation),電穿孔現(xiàn)象是指細(xì)胞暴露在 PEF 作用下出現(xiàn)的細(xì)胞膜失穩(wěn)并在細(xì)胞膜上形成小孔的現(xiàn)象。細(xì)胞質(zhì)膜通透性大幅增加，胞內(nèi)的滲透壓高于細(xì)胞外，最終導(dǎo)致細(xì)胞膜的破損。其基本原理如下： 設(shè)細(xì)胞為球形，其所處外電場(chǎng)誘導(dǎo)的膜電位可由下式表示：

12、 式中，r是細(xì)胞的半徑，E是外加電場(chǎng)強(qiáng)度，θ是電場(chǎng)方向與指定點(diǎn)法線之間的夾角，ω是外加交流電場(chǎng)的角頻率，t是細(xì)胞膜電介質(zhì)的弛豫時(shí)間常數(shù)。,當(dāng)外加交流電場(chǎng)頻率足夠低，以致于ωt ≤1時(shí)，或者外加電場(chǎng)為直流電場(chǎng)時(shí)，則(1-1)式可簡(jiǎn)化為： 對(duì)于細(xì)胞的兩個(gè)極點(diǎn)，θ＝0或θ＝180，則外加電場(chǎng)誘導(dǎo)的膜電位可進(jìn)一步化簡(jiǎn)為： 隨著外加電場(chǎng)強(qiáng)度的增大，在細(xì)胞膜上誘導(dǎo)的膜電

13、位也隨之增大。當(dāng)增大到一定程度，即V＝Vcr時(shí)，則細(xì)胞膜將出現(xiàn)電穿孔現(xiàn)象。此時(shí)的誘導(dǎo)膜電位Vcr叫做臨界膜電位，Ecr叫做臨界外加電場(chǎng)。于是，公式(1-1)變?yōu)?公式(1-2)變?yōu)椋?公式(1-3)變?yōu)椋?由公式(1-1)～(1-6)可以看出以下幾點(diǎn)： ①當(dāng)外加電場(chǎng)為交流電場(chǎng)時(shí)，在細(xì)胞膜上誘導(dǎo)的膜電位隨著電場(chǎng)頻率的增加而增加，也就是說(shuō)，對(duì)于同樣的誘導(dǎo)膜電位，所要求的高頻電場(chǎng)的強(qiáng)度比低頻電場(chǎng)和直流電場(chǎng)強(qiáng)度高。進(jìn)

14、一步講，對(duì)于同等程度的電穿孔，高頻電場(chǎng)要比低頻電場(chǎng)或直流電場(chǎng)的強(qiáng)度高。 ②誘導(dǎo)膜電位隨細(xì)胞尺寸的大小而改變，在同樣強(qiáng)度的外加電場(chǎng)作用下，大細(xì)胞的誘導(dǎo)膜電位高。隨著外加電場(chǎng)強(qiáng)度的增加，電穿孔現(xiàn)象首先出現(xiàn)在那些大細(xì)胞上。進(jìn)一步講，對(duì)于同等程度的電穿孔，大細(xì)胞所需要的外電場(chǎng)強(qiáng)度低。 ③隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增大，電穿孔將首先出現(xiàn)在θ為0或180的細(xì)胞的兩個(gè)極點(diǎn)。然后，隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的進(jìn)一步增大，電穿孔的出現(xiàn)一般按cosθ值由大到小順序進(jìn)行擴(kuò)展。但是

15、，不管外電場(chǎng)強(qiáng)度怎么增大，細(xì)胞赤道上的誘導(dǎo)膜電位永遠(yuǎn)等于零，即不會(huì)有電穿孔現(xiàn)象。進(jìn)一步講，隨著外加電場(chǎng)強(qiáng)度的增大，細(xì)胞膜上的電致孔洞增多、孔徑增大。當(dāng)外加電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)大，細(xì)胞膜孔過(guò)多、過(guò)大而難予封閉，將導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)泄漏甚至死亡。,圖1-1是電穿孔機(jī)制的模式圖。圖1-1a是外電場(chǎng)等于臨界值時(shí)在細(xì)胞兩極點(diǎn)呈現(xiàn)膜孔的情況；圖1-1b是外加電場(chǎng)大于臨界值時(shí)在細(xì)胞上呈現(xiàn)膜孔的情況。,（二）細(xì)胞膜的電崩潰機(jī)制與模型,微生物細(xì)胞膜由鑲嵌蛋白質(zhì)的磷脂

16、雙分子層構(gòu)成，它有一定的電荷，具有一定的通透性，也有一定的強(qiáng)度。膜的內(nèi)外表面間具有一定的電勢(shì)差（Vm），當(dāng)細(xì)胞膜上外加一個(gè)電場(chǎng)（E）時(shí)，這個(gè)電場(chǎng)將使膜內(nèi)外的電勢(shì)差增大。由于細(xì)胞膜兩表面堆積的異號(hào)電荷相互吸引，引起膜的擠壓；當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度增大到一個(gè)臨界值時(shí)，細(xì)胞膜的通透性劇增，腹上出現(xiàn)許多小孔，使膜的強(qiáng)度降低；進(jìn)一步的作用使細(xì)胞膜產(chǎn)生不可修復(fù)的大穿孔，使細(xì)胞組織破裂、崩潰，導(dǎo)致微生物失活。 目前，穿孔效應(yīng)假說(shuō)被大多數(shù)學(xué)者

17、所接受，但電穿孔特性的研究在國(guó)內(nèi)仍處于早期階段，國(guó)外研究時(shí)間較長(zhǎng)，但至今仍然有許多現(xiàn)象無(wú)法解釋?zhuān)碌默F(xiàn)象又不斷地被報(bào)道。,（三）PEF 殺菌效果,早期的研究主要集中在 PEF 對(duì)微生物的殺菌效果方面，人們已就 PEF 對(duì)多種腐敗菌和致病菌的殺菌效果進(jìn)行了大量而系統(tǒng)地研究。目前，人們已經(jīng)對(duì) PEF 的殺菌效果有了深入的認(rèn)識(shí)和掌握。PEF 殺菌實(shí)驗(yàn)的指示微生物包括枯草芽抱桿菌、德氏乳桿菌、單核細(xì)胞增生李斯特氏菌、熒光假單孢菌、啤酒酵母、金

18、黃色葡萄球菌、嗜熱鏈球菌、大腸桿菌、大腸桿菌 O157、霉菌和酵母等，研究結(jié)果表明 PEF 處理對(duì)這些微生物的營(yíng)養(yǎng)體細(xì)胞均有較好的殺滅作用，但芽孢表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐受性。,最近，國(guó)際學(xué)者對(duì)關(guān)系食品安全和 PEF 處理食品貨架期的 PEF 損傷亞死微生物的研究產(chǎn)生濃厚興趣。Russell等和Simpson等提出PEF殺菌具有“nothing or all”特征，即不存在損傷亞死細(xì)胞（‘intermediately damaged’cells）

19、。然而，最近的研究結(jié)果否定了這一理論，Garcia 等和 Perni 等報(bào)道 PEF 對(duì)大腸桿菌和沙門(mén)氏菌的致死作用是由于PEF 對(duì)微生物細(xì)胞的損傷積累所致，PEF 處理后存在損傷亞死細(xì)胞；Somolinos 等研究表明 PEF 損傷亞死酵母細(xì)胞經(jīng)一定條件培養(yǎng)可修復(fù)，且受環(huán)境因素影響；Zhao 等證明了 PEF 處理綠茶后 PEF 損傷亞死微生物的存在，并提出 PEF 處理后經(jīng)一定時(shí)間冷激（cold shock）處理，可以使 PEF 損

20、傷亞死細(xì)胞進(jìn)一步失活，從而大大延長(zhǎng) PEF 處理食品在常溫下的貨架期。Saldana 等研究表明 PEF 損傷亞死微生物的產(chǎn)生與 PEF電場(chǎng)強(qiáng)度和體系 pH 相關(guān)。這些重要的研究結(jié)果不得不使人們對(duì) PEF 的殺菌機(jī)制重新認(rèn)識(shí)。,第五節(jié) 影響高壓脈沖電場(chǎng)殺菌的因素,影響PEF殺菌的因素有很多，它們嚴(yán)重影響著殺菌效果，基本上分為加工因素，產(chǎn)品因素和微生物特征因素。,第五節(jié) 高壓脈沖電場(chǎng)對(duì)食品組分的影響,1、PEF 對(duì)食品蛋白質(zhì)組分的影響

21、 酶是一種具有催化活力的特殊蛋白質(zhì)，PEF 處理可以鈍化酶活和改變酶的結(jié)構(gòu)，那么 PEF 也必然會(huì)對(duì)食品蛋白質(zhì)組分的結(jié)構(gòu)與功能產(chǎn)生影響。而且從原理上講，脈沖電場(chǎng)會(huì)影響蛋白質(zhì)基團(tuán)間的靜電相互作用和帶電基團(tuán)的定位，擾亂蛋白質(zhì)氨基酸殘基間的電場(chǎng)分布和靜電相互作用，導(dǎo)致電荷分離，從而影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)（二級(jí)和三級(jí)）。另外，電極周?chē)碾娀瘜W(xué)反應(yīng)也可能會(huì)對(duì)包括蛋白質(zhì)在內(nèi)的食品組分產(chǎn)生一定的影響。,Barsotti等報(bào)道，PEF

22、處理不會(huì)引起卵球蛋白的明顯變性，而 PEF 處理過(guò)的蛋清蛋白的熱凝膠性能稍有下降，但還是明顯好于熱處理的蛋清；Li 等報(bào)道，在使微生物數(shù)目減少5.3 個(gè)對(duì)數(shù)值的作用強(qiáng)度下，PEF 對(duì)牛奶免疫球蛋白（IgG）的活性和結(jié)構(gòu)的影響不顯著 ；Fernandea-Diaz 等用 31.5KV/cm 左右的指數(shù)衰減脈沖電場(chǎng)處理卵清溶液，發(fā)現(xiàn) PEF 可使卵清蛋白部分展開(kāi)或提高 SH 解離成易反應(yīng) S-的離子化程度。Perez 等用 12.5kv

23、/cm 的指數(shù)衰減脈沖電場(chǎng)靜態(tài)處理卵清蛋白和β-乳球蛋白濃縮液，發(fā)現(xiàn)兩種蛋白都有不同程度(26-40%)的變性，差示掃描量熱儀（DSC）測(cè)定顯示 PEF 處理后的β-乳球蛋白濃縮液熱變性溫度下降 4-5℃，而卵清蛋白的熱穩(wěn)定性有所增強(qiáng)，電泳分析有共價(jià)鍵參與的凝聚生成。Budi 等報(bào)道 PEF 可抑制胰島素分子柔性，從而影響底物與活性位點(diǎn)的接觸。Xiang 等發(fā)現(xiàn) 22 kV/cmPEF 作用 80 個(gè)脈沖可引起牛乳中 25％蛋白變性

24、。,Li 等研究了 PEF 對(duì)大豆分離蛋白結(jié)構(gòu)與功能性質(zhì)的影響，結(jié)果表明隨著脈沖強(qiáng)度和脈沖處理時(shí)間的延長(zhǎng), 大豆分離蛋白的溶解度、乳化性、起泡性及疏水性增加，當(dāng)脈沖強(qiáng)度或處理時(shí)間大于一定程度，蛋白質(zhì)分子變性程度增加，功能性質(zhì)下降。張鐵華等研究了 PEF對(duì)蛋清蛋白功能性質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明蛋清蛋白的溶解度在脈沖電場(chǎng)強(qiáng)度大于35kV/cm 時(shí)下降；蛋清蛋白的乳化性、起泡能力、泡沫穩(wěn)定性及疏水性先隨脈沖電場(chǎng)強(qiáng)度增加而增大，但當(dāng)脈沖電場(chǎng)強(qiáng)

25、度大于 30kV/cm 后逐漸下降。盧蓉蓉等研究了 PEF對(duì)乳鐵蛋白（LF）結(jié)合鐵能力的影響，發(fā)現(xiàn) LF 的鐵結(jié)合能力大體隨電場(chǎng)強(qiáng)度、處理時(shí)間和脈沖寬度增加而降低。曾新安等和劉燕燕等研究了 PEF 對(duì)大豆分離蛋白溶液的表面性質(zhì)和粒徑分布，研究結(jié)果表明一定強(qiáng)度的 PEF 可影響氨基酸的極性和電負(fù)性，進(jìn)而影響了蛋白質(zhì)分子間的相互作用，從而影響蛋白質(zhì)膠體體系的ξ電位、穩(wěn)定性，改變膠束的粒徑分布。,2、PEF 對(duì)食品脂質(zhì)組分的影響,一些研

26、究者已經(jīng)提出了 PEF 處理食品過(guò)程中的電化學(xué)問(wèn)題和電極腐蝕問(wèn)題。Johan 等發(fā)現(xiàn) PEF 處理過(guò)程中的電化學(xué)反應(yīng)引起的電極腐蝕問(wèn)題。Roodenburg 等的研究顯示，在 PEF 處理食品過(guò)程中，電極中的鐵、鉻、鎳、錳等金屬物質(zhì)會(huì)少量釋放到食品中。這些因素決定 PEF 處理食品過(guò)程中，電化學(xué)反應(yīng)必然發(fā)生，電化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物，例如一些自由基、活性氯、活性氧等很可能引發(fā)脂質(zhì)由單重態(tài)氧、自由基和其他氧化性物質(zhì)引發(fā)氧化反應(yīng)（鏈?zhǔn)椒磻?yīng)），產(chǎn)生一

27、系列復(fù)雜的氧化產(chǎn)物。,,最近，PEF 處理過(guò)程中脂肪酸、油脂等發(fā)生變化的現(xiàn)象開(kāi)始受到研究者的關(guān)注， Garde-Cerdan 等發(fā)現(xiàn) PEF 處理（殺菌）可引起葡萄汁中脂肪酸總量的減少，其中月桂酸的變化最為明顯；Guderjan 等應(yīng)用 PEF 輔助提取油菜籽中的油脂來(lái)提高出油率，發(fā)現(xiàn) PEF 輔助提取的油菜籽油的酸值顯著高于未用 PEF 處理的。資智洪等和曾新安等報(bào)道 PEF 處理油酸和花生油會(huì)導(dǎo)致一定程度的脂質(zhì)氧化，過(guò)氧化值升高以及

28、不飽和脂肪酸含量下降。梁琦等研究了 PEF 處理對(duì)油酸理化性質(zhì)的影響及 PEF 處理過(guò)的油酸在貯藏過(guò)程中理化性質(zhì)的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明油酸的過(guò)氧化值隨著 PEF 處理強(qiáng)度和貯藏時(shí)間的增加顯著增大，羰基值在 PEF 處理后的一周后迅速升高，PEF 處理過(guò)的油酸碘價(jià)在貯藏 2d 后有下降趨勢(shì)。,3、PEF 對(duì)食品碳水化合物組分的影響,關(guān)于 PEF 對(duì)碳水化合物影響的研究較少。張鷹等報(bào)道 25kV/cmPEF 處理的脫脂牛乳中乳糖含量未發(fā)生顯著

29、變化。Garde-Cerdan 等研究發(fā)現(xiàn) PEF 處理對(duì)葡萄汁中還原糖含量幾乎沒(méi)有影響。Han 等采用 PEF 對(duì)玉米淀粉進(jìn)行處理，結(jié)果表明 50kV/cmPEF 處理后淀粉顆粒表面會(huì)出現(xiàn)明顯的小孔和凹坑，X 射線衍射峰的強(qiáng)度和焓值及糊化轉(zhuǎn)變溫度降低，表明淀粉在 PEF 作用下發(fā)生了分子結(jié)構(gòu)破壞和重排。,4、PEF 對(duì)食品其它組分的影響,Cortes 等研究發(fā)現(xiàn) PEF 處理對(duì)橘汁中類(lèi)胡蘿卜素的活力有很小的影響。Rivas 等研究了

30、PEF 處理牛乳和橙汁及處理后的保藏期（4℃保存 81d）內(nèi)水溶性維生素（維生素 H、葉酸、維生素 B5 和核黃素）的變化，發(fā)現(xiàn) 40kV/cmPEF 處理后樣品中的維生素可保留 90%以上。Zhang 等報(bào)道花色苷－矢車(chē)菊素 3-O-葡萄糖苷在 PEF 作用下可發(fā)生降解，吡喃環(huán)斷裂生成查爾酮。Elez-Martinez 等研究了 PEF 處理后橙汁中維生素 C 以及抗氧化能力的變化，發(fā)現(xiàn)維生素 C 的保留量隨場(chǎng)強(qiáng)、處理時(shí)間增大而減

31、小。35kV/cm PEF 處理后橙汁中維生素 C 的保留率在 87%以上。,第六節(jié) 高壓脈沖電場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)備,PEF系統(tǒng)設(shè)備主要包括五部分：電源裝置、脈沖發(fā)生裝置（包括電容和控制開(kāi)關(guān)）、樣品處理室、冷卻系統(tǒng)、溫度測(cè)定系統(tǒng)。下圖是江南大學(xué)實(shí)驗(yàn)用的PEF處理單元圖表。,,PEF波形,不同的電路系統(tǒng)產(chǎn)生不同的PEF波形，主要有指數(shù)衰減波形、方波波形和阻尼RLC脈沖波形。如圖1-3a,b所示。指數(shù)衰減波形由于有一條低場(chǎng)強(qiáng)的長(zhǎng)尾，因而滅菌效果較差，

32、而且能促使食品產(chǎn)熱，但這種波形的電路系統(tǒng)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)裝置造價(jià)比較低。方波的峰值電壓持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，因而殺菌效果比較好，但方波的電路系統(tǒng)復(fù)雜，系統(tǒng)裝置造價(jià)比較昂貴。根據(jù)脈沖方向的不同又可分為單向波和雙向波，單極波是指脈沖方向單是一的，或者總是正極，或者總是負(fù)極。雙向波是指脈沖方向隨時(shí)間做正負(fù)交替變化。一般認(rèn)為，雙向波對(duì)微生物的致死能力大于單向波，并能減少電極表面固形物的沉淀和食品的電解。脈沖頻率是指脈沖發(fā)生的頻率，即每秒中內(nèi)脈沖發(fā)生的個(gè)數(shù)。脈