脈沖電場的食品殺菌

更新時間：2008-05-27 14:46 來源：作者: 閱讀：2255

　　食品工業一直采用熱處理殺菌消毒，但極大地影響食品色、香、味及營養成份。而新的非熱處理如添加防腐劑、輻照滅菌、物理處理、冷藏等方法等存在各自的局限性。脈沖電場(或放電)可以有效殺滅液體中的細菌。其實際應用須解決3個問題：①是否引起新的污染；②是否比傳統方法有明顯的經濟優勢；③實現規模化。強脈沖電場，特別是高壓脈沖放電產生的強烈沖擊波以及紫外光、強電流、臭氧等綜合效應較直流電流和低頻交流電壓更能有效殺滅微生物，能量利用率更高。電解損耗、電解的化學產物以及沖擊波、紫外線等對食品成分的分解都可能給食品引入新的污染，因此連續放電電弧殺菌并不適用于食品加工業。一般認為持續時間很短(1～100μs)的高壓脈沖電場(PEF)能使電解、分解等不利因素降至最低。電子核磁共振法(EPR)檢測表明處理后試樣內未發現自由基的增加、產生和引入新自由基。

　　脈沖電場殺菌比起加熱處理、輻射處理等有明顯的經濟優勢。輸入能量相同時，比較方波脈沖、指數衰減脈沖、振蕩衰減脈沖、鐘形脈沖的處理效率，方波脈沖最佳，振蕩衰減脈沖最差。每個脈沖能量252.2J時，方波脈沖能量效率可達91%，而指數衰減脈沖僅64%。雙極性方波脈沖效果又比單極性好，是較為理想的電源。

有效滅菌的電場一般≥20 kV/cm，而高壓裝置輸出電壓瞬時值有限，故電極間隙一般為數mm，脈沖能量也限制了電極面積，所以放電處理室容積<50cm³。工業化流程必須使用流動處理室，讓液體導入處理室，經過一定時間處理后再流出。一項專利使用12～25 kV/cm的脈沖電場，脈寬1～100μs，流動處理室為20cm³，由兩個平行不銹鋼電極組成。還有20和80cm³的流動處理室，液體流經電極之間的曲折型通道，電極間隙分別為9.5和5.1mm，電場強度35～70 kV/cm，液體流速為1200和600 cm³/min，同時用循環冷卻水冷卻處理室。圓柱形處理室可改善電場分布，提高處理效率。

　　迄今的研究均處于實驗階段，規模應用裝置的脈沖電場對食品產生的物理、化學、微生物、酶活性以及營養特性等方面的影響都待深入研究。

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