PEF發(fā)展背景

　　在傳統(tǒng)的食品生產(chǎn)工藝中，熱處理殺菌工藝一直是非常關(guān)鍵的質(zhì)量控制過程，其殺菌溫度不同程度地影響著食品天然色、香、味和營養(yǎng)成分的損失。為滿足消費(fèi)者不斷提高的對(duì)營養(yǎng)及質(zhì)量需求，食品研究者不斷創(chuàng)新和研究新的非熱殺菌技術(shù)，而非熱殺菌技術(shù)也一直是食品行業(yè)研究的熱門課題，其最大的優(yōu)勢(shì)在于殺菌過程中食品的溫度既不升高也不降低，非常有利于保持食品的活性成分和功效物質(zhì)，同時(shí)可**的保留食品原有的色、香、味及熱敏營養(yǎng)成分。在非熱殺菌技術(shù)領(lǐng)域中，高壓脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)以其獨(dú)特的應(yīng)用特性被國內(nèi)外專家廣泛關(guān)注和研究。自Hamiltan和Sale發(fā)現(xiàn)脈沖電場(chǎng)具有殺菌作用以來，美國、日本、德國和加拿大等國競(jìng)相研究這一新的殺菌技術(shù)。20世紀(jì)80年代后，Hulsheger、immgTmfnn等對(duì)脈沖電場(chǎng)殺菌機(jī)理進(jìn)行了探討，并進(jìn)行了工業(yè)化相關(guān)設(shè)備的研究。在國外，美國是研究PEF處理比較成熟的國家之一，有很多的企業(yè)和大學(xué)都在進(jìn)行PEF處理進(jìn)相關(guān)方面的積極研究。其中具有代表性的主要有華盛頓州立大學(xué)(WashingtonStateUniversity，WSU)、俄亥俄州立大學(xué)(OhioStateUniversity，OSU)以及Pure.PulseTechnologies公司等。位于普爾曼的華盛頓州立大學(xué)食品非熱處理中心擁有一套連續(xù)的PEF處理系統(tǒng)，處理量為100L/h，并帶有無菌包裝系統(tǒng)。該系統(tǒng)能處理濃縮或新鮮的產(chǎn)品：如蘋果汁、脫脂乳、液態(tài)蛋和豌豆湯等。該中心針對(duì)微生物對(duì)PEF的反應(yīng)做了大量的工作。位于哥倫布的俄亥俄州立大學(xué)的無菌技術(shù)研究中心主要研究PEF對(duì)熱敏感成分的消毒作用并包括對(duì)液態(tài)及粒狀食品的殺菌作用。并且他們還研究PEF聯(lián)合其他處理手段(如超聲波作用等)進(jìn)行協(xié)同滅菌。此研究中心擁有整套的PEF處理系統(tǒng)和無菌包裝體系。國內(nèi)關(guān)于PEF的相關(guān)研究雖說處于探索和起步階段，但對(duì)此領(lǐng)域開展研究的單位和學(xué)者很多，先后有幾批學(xué)者到國外，特別是到俄亥俄州立大學(xué)進(jìn)行相關(guān)的學(xué)習(xí)和研究，并且回國后一直致力于在相關(guān)領(lǐng)域的研究。

　　PEF原理及其優(yōu)勢(shì)

　　高壓脈沖電場(chǎng)技術(shù)（High-pulsedelectricfield,簡稱PEF）是將待滅菌液態(tài)物料采用泵送等方式流經(jīng)設(shè)置有高強(qiáng)脈沖電場(chǎng)的處理器，微生物在極短時(shí)間內(nèi)受強(qiáng)電場(chǎng)力作用后，細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞，具體死亡。其常規(guī)流程是將要?dú)⒕幚淼氖称分糜趲в袃蓚€(gè)電極的處理室中，給予高壓電脈沖，形成脈沖電場(chǎng)，作用域處理室中的食品，從而殺滅食品中的微生物和消除酶活性，確保處理后的食品具有較長的貨架期。PEF相較于傳統(tǒng)的熱力殺菌技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)：1）殺菌溫度低，可以在常溫下或是更低的溫度下進(jìn)行殺菌；2）整個(gè)殺菌過程，無需加熱，不會(huì)污染環(huán)境；3）不會(huì)對(duì)產(chǎn)品的色、香、味和營養(yǎng)成分等產(chǎn)生破壞，最大限度地保持了產(chǎn)品的新鮮度；4）殺菌時(shí)間非常短，1s內(nèi)即可完成；此外，PEF因不存在表面熱效應(yīng)，也意味著不會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢而影響傳熱，可有效改善食品因受熱不均而產(chǎn)生的品質(zhì)劣變，實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)且操作簡單，與無菌灌裝技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)常溫下的貯藏及物流。因此，PEF技術(shù)可替代傳統(tǒng)熱處理滅活微生物、與品質(zhì)相關(guān)的酶及其他病原，具有**保留食品天然價(jià)值和品質(zhì)的優(yōu)勢(shì)。

　　PEF技術(shù)影響因素

　　影響PEF殺菌效果的因素有很多，主要分為處理因素和產(chǎn)品因素兩類，現(xiàn)對(duì)其歸納主要為以下8個(gè)方面：

　　PEF在食品中的應(yīng)用研究

　　目前，食品研究者在模擬體系和在桑果汁、蘋果汁、牛乳、番茄汁和蛋清液等實(shí)際食品體系中，分別研究了高壓脈沖電場(chǎng)對(duì)各種致病菌和非致病菌的滅菌效果及其對(duì)食品風(fēng)味等的影響。這些研究結(jié)果表明PEF在流態(tài)食品的殺菌是一種非常好的殺菌方式，具有非常好的應(yīng)用前景。另有研究報(bào)道了PEF處理對(duì)橙汁中的菌落總數(shù)、大腸桿菌、沙門氏菌、李斯特氏菌、金黃色葡萄球菌、乳酸乳桿菌、霉菌和酵母菌等的影響，結(jié)果表明，一定處理?xiàng)l件下，PEF對(duì)這些微生物都有較好的滅活效果，因設(shè)備和樣品的差異，某一因素對(duì)微生物的具體影響仍然存在差異。對(duì)模擬牛奶中的大腸埃希氏桿菌進(jìn)行高壓脈沖電場(chǎng)處理，在透射電子顯微鏡下可清楚地看見其形態(tài)改變且有明顯壓痕。隨著關(guān)于PEF處理相關(guān)研究的深入，我們相信在未來PEF將會(huì)給我們帶來更好品質(zhì)和質(zhì)量的"新鮮"產(chǎn)品。