脈沖電場殺菌消毒
最早使用射頻電場，由于電場<2 kV/cm，不能致死細菌。1967年，英國發現25 kV/cm直流脈沖能有效致死營養細菌和酵母菌。電解產物和水溫升高都不是致死原因，滅活率由電脈沖寬度和數目的乘積及水中電場強度決定。各種細菌對電場具有不同的敏感度，其中酶母菌比營養細菌更敏感，細菌的芽孢忍耐電場高達30 kV/cm。實驗觀察到了血紅細胞和原生質的溶解，細胞間物質的泄漏，大腸桿菌的失活以及β－半乳糖苷酸的松馳。推斷是電場使細胞膜的半滲透性壁壘功能產生了不可逆的破壞并導致細胞的死亡。
80年代后期以來，日本的研究比較活躍。Mizuno將酵母菌或桿菌散布在w(NaCl)=(1～3)%的溶液和去離子水中用不同的電極測試，線-圓筒電極能在線電極附近形成非常強的電場強度，而棒-棒會形成放電電弧，產生強烈的沖擊波，通過機械力毀壞細胞。細菌存活率大致遵循Weibull分布，即R=exp(-X.N.W)，R為存活率，N為脈沖次數，W為輸入能量，X為常數。不同類型電極所需能量明顯不同。R<10－6時，線-圓筒電極需41.8～125.6J/cm3，板-板需>293J/cm3，棒-棒只需20.9～41.8J/cm3。計算與測試表明，電容儲存的能量與消耗在液體中的能量偏差<10%，即幾乎所有的貯存能量都被液體消耗，火花間隙和脈沖供能電路的能量損耗可被忽略。用平行板電極挖兩個小孔洞試驗，發現用Um＝30 kV/cm的脈沖電場作用60～120次后，SVDV病毒滅活，能量輸入為181.5～365.1J/cm3。滅活后，SVDV蛋白質外殼形狀不變，但是SVDV核中的RNA消失并可以觀察到顆粒狀空洞。EHV-1病毒也在同樣電壓下作用45次后滅活，可觀察到被破壞的DNA。
M.Sato認為使用針板或棒-棒這類不規則電極會發生電弧或火花放電并產生一些化學活性基。此時除物理效應(電場或沖擊波擊穿細胞膜)外，還要考慮化學效應殺死微生物。過氧化物等作用于生物分子，會破壞DNA，導致細胞死亡。電弧放電發射的光譜分析可探測到-H基和-OH基的產生，通過分光光度計的吸收光譜探明了過氧化氫的存在。水的電導率對化學活性物種的形成也有影響，在一定電導率下可獲得-OH基和過氧化氫的最大質量濃度。水中脈沖放電產生的-OH基對酵母菌的生存幾乎沒有危害。而過氧化氫能殺死酵母菌細胞，而且隨其質量濃度的增加，細胞存活率按對數值線性下降。因此推斷過氧化氫是放電生成的唯一重要的殺菌氧化物。
使用高壓脈沖殺滅磷肥緩沖溶液中乳酸桿菌細胞，發現存活率隨著電場強度、處理時間和液體溫度的增加而下降，主要原因為電場使細胞壁破裂，而非歐姆熱效應；新的殺菌方法使用了相對低的溫度和較短的處理時間，可降低液體食品營養成份的損失，是一種極好的液體食品殺菌法。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
