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。為滿足消費者不斷提高的對營養(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，高壓脈沖電場殺菌技術(shù)以其獨特的應(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)脈沖電場具有殺菌作用以來，美國、日本、德國和加拿大等國競相研究這一新的殺菌技術(shù)。20世紀(jì)80年代后，Hulsheger、immgTmfnn等對脈沖電場殺菌機(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。該中心針對微生物對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對熱敏感成分的消毒作用并包括對液態(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

　　高壓脈沖電場技術(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)脈沖電場的處理器，微生物在極短時間內(nèi)受強(qiáng)電場力作用后，細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞，具體死亡。其常規(guī)流程是將要殺菌處理的食品置于帶有兩個電極的處理室中，給予高壓電脈沖，形成脈沖電場，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：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）整個殺菌過程，無需加熱，不會污染環(huán)境；3）不會對產(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**保留食品天然價值和品質(zhì)的優(yōu)勢。

　　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)對其歸納主要為以下8個方面：

　　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際食品體系中，分別研究了高壓脈沖電場對各種致病菌和非致病菌的滅菌效果及其對食品風(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。另有研究報道了PEF處理對橙汁中的菌落總數(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，一定處理條件下，PEF對這些微生物都有較好的滅活效果，因設(shè)備和樣品的差異，某一因素對微生物的具體影響仍然存在差異。對模擬牛奶中的大腸埃希氏桿菌進(jìn)行高壓脈沖電場處理，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將會給我們帶來更好品質(zhì)和質(zhì)量的"新鮮"產(chǎn)品。