非热杀菌10 高压电弧放电杀菌技术 在职
高压脉冲电场杀菌
上个世纪 60 年代，Sale 和 Hamilton 等学者率先 对 PEF 灭菌技术进行了研究，并通过实验证明了 PEF 的非热效应。
80 年代以后，Hulsheger、Zimmermann 等学者对 PEF灭菌机理做了进一步探讨，并研制出了小型试 验设备。
90 年代后，华盛顿州立大学研制出了较为成熟的 设备，并获得了专利。Zimmermann 等人还对指 数衰减脉冲波、振荡脉冲波和矩形脉冲波的灭菌 效果做了对比研究，发现矩形脉冲波的作用效果 最好。
李迎秋等研究了高压脉冲电场对大豆 分离蛋白功能性质的影响。结果表明 随着脉冲强度和脉冲处理时间的延长 ，大豆分离蛋白的溶解度、乳化性、 起泡性及疏水性都增加。高压脉冲电 场使大豆分离蛋白疏水性和巯基含量 发生了改变，说明高压脉冲电场对大 豆分离蛋白的疏水相互作用和二硫键 有一定的影响。
张鹰等用脉冲电场处理脱脂牛乳，结果 使游离氨基酸含量增加而乳糖含量没有
高压脉冲电场保鲜技术主要是利用强电场进行杀菌,它可以 克服加热杀菌方法引起的蛋白质变性和维生素破坏,因而较 好地保证食品原有的营养成分和原有的风味实验已证明高压
脉冲电场对液体食品中的酵母、各类革兰氏阴性菌、革兰氏 阳性菌细菌袍子等菌类有明显的抑制作用,同时,处理没有对 食品的感官质量造成任何影响，而且处理过程温升小,耗能 低, 以近几年来对高压脉冲电场技术在液体食品杀菌保鲜的 研究进展较快,具有较好的工业前景,正向商业化发展
高压脉冲电场杀菌
尽管高压脉冲电场杀菌技术在 食品工业中具有广泛的应用前 景，但也面临着一些挑战和问 题
首先，高压脉冲电场杀菌技术 的设备成本较高，且操作和维 护具有一定的复杂性，这可能 会限制其在中小型食品企业中 的应用。因此，需要进一步降 低设备成本和操作难度，以促 进该技术的广泛应用
其次，虽然高压脉冲电场杀菌 技术对食品的营养成分和活性 物质损伤较小，但仍然存在一 定的损失。因此，需要进一步 研究和优化参数设置，以减少 对食品营养成分和活性物质的 损失
除了直接对食品进行杀菌外，高压脉冲电场还可以与其他处理方法相 结合，如化学处理、物理处理等，以达到更好的杀菌效果。例如，将 高压脉冲电场与臭氧结合使用，能够显著提高杀菌效果，同时减少臭 氧的使用量
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Hale Waihona Puke 4结论结论
高压脉冲电场杀菌作为一种新 型的非热杀菌方法，具有操作 简单、对食品营养成分和活性 物质损伤小等优点，因此在食 品工业中得到了广泛应用。在 未来的研究中，需要进一步探 讨高压脉冲电场杀菌的机理和 最佳参数组合，以实现更高效 的杀菌和更好的食品品质保留。 ## 高压脉冲电场杀菌的挑战 与前景
高压脉冲电场杀菌的效果受到多个因素的影响 ，如电场强度、脉冲宽度、脉冲重复率、脉冲 形状、电极配置等。其中，电场强度是最重要 的因素之一，它直接决定了杀菌效果的好坏。 一般来说，电场强度越高，杀菌效果越好，但 同时也可能导致食品中营养成分和活性物质的 损失增加。因此，在选择电场强度时需要综合 考虑杀菌效果和食品的营养价值
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高压脉冲电场杀菌
高压脉冲电场(PEF)是一种新型的非热杀菌方法，因其 具有对食品营养成分和活性物质损伤小、操作简单等优
点，在食品工业中得到了广泛应用
食品非热杀菌设备设备工艺原理
食品非热杀菌设备设备工艺原理背景介绍随着人们健康意识的提高，对于食品安全问题越来越关注。
传统的食品加工方式通常采用高温杀菌方法，这种方法虽然能够灭菌，但也会使得食品中的营养成分和口感受到影响。
同时，由于加工方式的限制，很多食品无法进行高温杀菌处理。
因此，需要一种新的食品杀菌方法，非热杀菌成为一个新的选项。
非热杀菌设备非热杀菌设备是一种现代化的食品杀菌方式，它不需要加热，而是利用高压、超声波或辐射等方式来达到灭菌的效果。
目前，非热杀菌设备主要包括高压灭菌、超声波灭菌和紫外线灭菌三种方式。
高压灭菌高压灭菌是利用高压水压力作用，使细菌失去活性，达到杀菌的目的。
高压灭菌设备通常由高压发生器、钢材包和水箱等组成。
当食品被放置在水中，产生高压水中的细菌就会被控制并失活。
这种方式是一种常规的食品灭菌方式，具有无污染、全然灭菌、无化学残留等特点。
但是，高压灭菌设备的缺点是生产成本高，设备体积大，不方便携带。
超声波灭菌超声波灭菌设备是通过超声波振动产生微小泡沫，然后在泡沫爆破的过程中产生压力，使菌落失去活性达到灭菌效果。
超声波灭菌设备通常由发生器、换能器和反应器组成。
其中，发生器产生超声波，换能器将电能转化为机械能，将能量送入反应器中，形成微小泡沫，在泡沫爆破时，会产生极端的热和压力，从而达到灭菌效果。
超声波灭菌设备具有无污染、全然灭菌、无化学残留等特点，同时可以在常温下进行，避免了高温对食品成分和口感的影响。
但是，超声波灭菌设备的缺点是产生噪音，生产成本较高，操作难度大。
紫外线灭菌紫外线灭菌设备主要利用紫外线辐射对微生物进行灭菌。
紫外线波长介于100nm~400nm之间，与微生物细胞壁膜蛋白质结合，使其损伤和失活。
紫外线灭菌设备通常由灯管、反应器和水管组成。
其中，灯管产生紫外线，水经过反应器，被紫外线灭菌。
紫外线灭菌设备具有无污染、全稍灭菌、无化学残留等特点，同时可以在常温下进行，避免了高温对食品成分和口感的影响。
食品加工中的热杀菌技术和非热杀菌技术分析
工艺 技术食品加工中的热杀菌技术和非热杀菌技术分析 王秀珍 临沂市汤河镇人民政府前我国很多食品加工企业都在应用传统热杀菌技术，这种技术不仅可以杀死食品中多种微生物，同时还可以有效控制杀菌程度。
但是热杀菌技术需要在高温下进行，会导致食品色泽发生改变，以及营养的流失，针对传统热杀菌技术存在的问题，基于这种情况，随之出现了新型热杀菌技术和非热杀菌技术，不仅节能安全，同时还可以保障食品的天然特点。
传统热杀菌技术巴氏杀菌技术属于传统热杀菌技术中的代表，几乎可以将食品中的病原菌全部杀死，是一种杀菌强度较高的杀菌技术，针对食品耐热性能的不同，巴氏杀菌技术有着不同的处理能力。
例如在进行乳制品的生产中，很多地区的乳制品加工商都在运用巴氏杀菌技术，属于主要杀菌方式。
与其他杀菌技术相比较，巴氏杀菌技术在运用过程中会使得糠氨酸和β－乳球蛋白变性率下降。
如果温度超过１０°Ｃ下进行冷藏，巴氏杀菌方式处理过的奶制品保质期应为１０天左右，巴氏杀菌处理方式可以保障乳制品的口感和营养价值。
巴氏杀菌技术在水果加工中的应用也十分广泛。
新型热杀菌技术结合传统杀菌技术中存在的缺陷和问题，近几年研制出了新型杀菌技术，这种技术模式可以有效降低食物在加工过程中，其口感和品质受到的热力影响，同时还可以迅速杀死食物中有害的微生物，保障食品各项指标都符合相关要求。
超高温杀菌技术属于新型杀菌技术的一种。
这种杀菌技术加热温度为１５０°Ｃ左右，且加热时间为８秒左右。
相比较传统杀菌技术，其运用了更高的杀菌温度。
研究表明，微生物对高温有着一定的敏感性，所以，食品中的微生物可以在短时间内经过超高温杀死，短时间高温可以保障食品的质量和口感，同时货架期还可以得到延长，所以在饮料加工过程中，超高温杀菌技术得到了广泛应用。
通常将板式换热器作为主要换热设备，超高温杀菌模式可以分为间接加热和直接加热两种。
食品加工中的非热杀菌技术超声波杀菌技术属于非热杀菌技术中的一种，通常超声波杀菌技术在实际使用过程中都会与别种技术相互合作。
高压脉冲电场杀菌
THE END
❖ 文献来源：张鹰，曾新安，扶雄，等．高场强脉冲电场液体非热灭菌效果 研究 食品工业， 2004(1)： 42— 44
高压脉冲电场在食品中的应用
❖高压脉冲电场可用于提取、解冻、灭酶、果 蔬保鲜、酒类催陈、果汁榨汁与脱水
酒类催陈
❖ 吉林大学的殷涌光等人利用高电压脉冲电场对白酒进行了催陈研 究试验，其试验结果表明： 高电压脉冲电场可以使白酒快速催陈， 操作简便，速度快。处理最佳参数为脉冲数50个， 场强E= 25Kv/cm，助剂浓度1．0 ×10- 6mol/L。处理后的酒样总酸、总酯 和总醛等有所增加，总醇含量有所下降，酒体透明，陈香明显，辣 味减少，柔和绵软，有余香。
❖ 近年来，我国学术期刊上出现少量关于 PEF 在食品 保藏中应用的报导，但远没有国外研究的深入
❖ 可以说，我国对 PEF 技术的研究方兴未艾，但与国 外相比尚存在较大差距。
高压脉冲电场系统设备
❖ PEF系统设备主要包括五部分：电源装置、 脉冲发生装置（包括电容和控制开关）、样品 处理室、冷却系统、温度测定系统。下图是江 南大学实验用的PEF处理单元图表。
国内研究现状
❖ 与国外相比，国内有关非热加工技术的研究起步晚、研究少。 ❖ 国内在上世纪 90 年代后期开始进行 PEF 杀菌方面的研究， 目前主要有江南大学、中国农业大学、清华大学、华南理工大 学、吉林大学、浙江大学和大连理工大学等高校在开展 PEF 技术的相关研究 ❖ 江南大学从美国俄亥俄州立大学购置一套 OSU-4L 型 PEF 杀菌设备，并进行了较为基础性的研究和设备改造 ❖ 中国农业大学、吉林大学和华南理工大学等机构对 PEF 对 果蔬汁中杀菌钝酶效果及机理研究做了许多基础工作 ❖ 浙江大学、清华大学在 PEF 设备和处理腔设计方面取得了 一定成果
高压电脉冲杀菌技术
高压电脉冲杀菌技术
高压电脉冲杀菌技术是一种利用高压电脉冲的能量瞬间释放，对杀菌物体进行全面、快速、高效的杀菌方法。
其原理是利用电场和高压脉冲电流共同作用，瞬间形成高压与高温，造成细菌细胞膜破裂、细胞内部结构破坏，从而达到杀菌的效果。
高压电脉冲杀菌技术具有以下特点：
1. 高效杀菌：瞬间释放的高压电脉冲能量可以迅速破坏细菌细胞，有效杀灭细菌和其他微生物。
2. 快速处理：处理时间短，通常只需要几微秒到几毫秒即可完成杀菌过程，不需要长时间的处理过程。
3. 无化学残留：相比传统的杀菌方法，高压电脉冲杀菌技术不需要使用化学物质，避免了化学残留物对食品和环境的污染。
4. 不改变物质性质：在正确操作下，高压电脉冲杀菌技术可以保持被处理物质的风味、营养价值和质地。
5. 广泛应用：高压电脉冲杀菌技术可以应用于食品工业、饮料工业、药品工业、水处理等领域，对杀菌要求较高的产品具有较好的应用前景。
需要注意的是，高压电脉冲杀菌技术在应用中还存在一些技术难题，如处理规模化、设备成本和能耗等方面的挑战。
因此，目前在商业应用上还相对较少，但其在杀菌领域的潜力和前景备受期待。
食品非热力杀菌技术
酸、碱和醇类等有机溶剂可改变蛋白构型而拢乱多肽链
的折叠方式，造成蛋白变性。如乙醇、大多数重金属盐、氧
化剂、醛类、染料和酸碱等。
3、改变蛋白与核酸功能基团的因子
作用于细菌胞内酶的功能基（如SH基）而改变或抑制其
活性。如某些氧化剂和重金属盐类能与细菌的-SH基结合并使
之失去活性。
(四)常用的化学杀菌剂
可用于罐装食品、植物蛋白食品以及乳、肉制品
（2） 纳他霉素I_ 可用于乳酪、肉制品、肉汤、西式火腿、广式月饼、糕
点表面、果汁原浆表面、易发霉食品、加工器皿表面等的防 霉
抗生酶杀菌 1、 概念 抗微生物酶的主要有效成分是溶菌酶(Lz)，
它们可抑制格兰氏阳性菌。 2、 作用机理
破坏细菌的细胞膜。 3、用途
2、 紫外线高压汞灯（北京亚明电光源发展公司、中国厦门 仪器仪表公司经营部）
3、 紫外线强度检测仪（北京达孚医用制品有限公司） 4、 紫外线反射仪（北京国营科普仪器厂） 5、 紫外线检测器（北京国营科普仪器厂） 6、 单门紫外线消毒箱（北京利达世通贸易有限公司） 7、 双门紫外线消毒箱（北京利达世通贸易有限公司） 8、 紫外线杀菌器（北京市东升玻璃光源厂） 9、 家用紫外线净水器（北京市东升玻璃光源厂） 10、 紫外线杀菌车（北京市东升玻璃光源厂） 11、 紫外线消毒监控仪（中国兵器工业总公司）
（二） 工艺特点
1、 有很强的抑菌和杀菌作用 2、 防治位点多;
3、 高效低毒、无残留; 4、 药效持久、不易生产抗性 5、 使用安全
(三)生物制剂的杀菌原理
1、 抑制细菌细胞壁的合成| 2、 影响细菌细胞膜的通透性 3、 抑制菌体蛋白质的合成.
4、 抑制细菌核酸合成
(四)、常用的生物杀菌剂
非加热杀菌
果汁非加热杀菌技术研究进展摘要：液态食品的非加热杀菌技术是食品杀菌的前沿技术, 本文综述了 4 种主要的非加热杀菌技术---超临界二氧化碳杀菌、超高压杀菌、辐照杀菌、脉冲电场杀菌，并分别对其杀菌机理、各自的特点及应用前景进行了分析。
关键词：超临界二氧化碳、超高压、辐照、脉冲电场Abstract :The non-thermal pasteurization technology of liquid foods is one of research focuses of food pasteurization technology nowadays.This paper discusses the principle and research advances on pasteurization using supercritical CO2、high –pressure、irradiation and high-intensity pulsed electric field.Their sterilization mechanism,characteristics and application prospects were analyzed.Key words: supercritical CO2、high –pressure、irradiation、high-intensity pulsed electric.自从巴氏杀菌技术发明以来，热杀菌技术在果蔬汁加工中得到了广泛的应用，在保障果汁微生物安全、延长产品货架期等方面发挥了巨大的作用。
但是，它也存在一些缺陷，果汁作为一类热敏性食品，传统的热杀菌技术对其产品的色、香、味、功能性及营养成分等具有破坏作用。
经过热杀菌处理的新鲜果蔬汁失去了其原有的新鲜度，甚至还可能会产生异味，影响产品质量。
为了适应现代人对果汁色、香、味以及营养成分等多方面的要求，新型的非热杀菌技术应运而生。
高压电场杀菌技术的杀菌原理及应用前景研究
高压电场杀菌技术的杀菌原理及应用前景研究高压电场杀菌技术是一种利用高压电场对微生物进行杀菌的技术。
它通过施加高压电场，使微生物内外部电压发生差异，进而破坏微生物的细胞膜、细胞壁和细胞核，达到杀菌的目的。
高压电场杀菌技术的原理主要包括两个方面：电场杀菌和高压电力学效应。
首先，电场杀菌是指在高压电场中，微生物的细胞内外部电压不一致，导致细胞膜电位差改变，细胞膜的孔道和通道打开，导致细胞的内外物质交换失衡，细胞内外的水分平衡和离子平衡被破坏，细胞的正常生命活动紊乱，并最终导致细胞死亡。
其次，高压电力学效应是指高压电场施加到微生物细胞上时，间接产生的一系列影响。
高压电场作用下，液体介质被极化，产生介电损耗、电渗流和电热效应。
介电损耗是指微生物细胞内外部电介质的摩擦而产生大量热能，使细胞的内部温度急剧上升，导致微生物细胞蛋白质的变性，DNA的降解，最终导致微生物的死亡。
高压电场杀菌技术的应用前景很广泛。
首先，高压电场杀菌技术可以应用于食品工业。
食品存储中常常存在着细菌、霉菌和酵母等微生物的污染，这些微生物会对食品的质量和安全性产生严重的威胁。
高压电场杀菌技术可以有效地杀灭食品中的微生物，延长食品的保质期，保证食品的安全和口感。
其次，高压电场杀菌技术也可以应用于制药工业。
在药物的生产过程中，通常需要对药物进行杀菌消毒，以避免微生物的污染。
传统的杀菌方法需要使用高温和化学消毒剂，这存在着对药物有效成分的破坏和对环境的污染的风险。
而高压电场杀菌技术可以在不使用高温和化学物质的情况下杀菌，保证药物的品质和纯度，降低对环境的影响。
另外，高压电场杀菌技术还可以应用于医疗领域。
在医院的手术室、病房和消毒设备等地方，常常存在着各种细菌和病毒的传播和污染风险。
高压电场杀菌技术可以用于对医院环境的消毒和空气净化，有效地杀灭病原微生物，预防和控制医院感染，保障患者的安全和健康。
总之，高压电场杀菌技术通过施加高压电场，破坏微生物的细胞结构和干扰细胞的正常生命活动，以达到杀菌的目的。
食品的非热杀菌名词解释
食品的非热杀菌名词解释近年来，随着人们对食品安全性的关注度不断提高，非热杀菌这一概念逐渐进入了大众的视野。
非热杀菌是指在不使用传统的高温加热方法（如高温灭菌、高温烘烤等）的情况下，利用一些特定的技术手段，对食品中的细菌、寄生虫、病毒等进行有效的消灭或抑制的过程。
本文将对非热杀菌的一些常见术语和相关技术进行解释和探讨。
1. 高压处理（High Pressure Processing，HPP）高压处理是一种通过将食品置于高压容器中，将压力施加到300至800兆帕斯卡（Mpa）的技术。
这种高压处理对于细菌、酵母菌、霉菌等微生物具有杀灭或抑制的作用。
高压处理不仅可以延长食品的保质期，还可以保持食品的色泽、口感和营养成分，因此被广泛应用于果汁、肉类制品、海鲜等食品的处理。
2. 超声波处理（Ultrasound Processing）超声波处理是利用超声波在液体中产生的空化作用和剪切力，对食品中的有害微生物进行杀灭或抑制的技术。
超声波的应用可以破坏细菌的细胞膜和遗传物质结构，以达到杀菌的效果。
此外，超声波还可以促进食品中的物质传递和溶解，提高食品的品质。
超声波处理广泛应用于果酱、乳制品、饮料等食品的加工过程中。
3. 冷冻处理（Freezing Treatment）冷冻处理是指将食品置于低温环境中使其迅速冷却，达到抑制或杀灭微生物的目的。
冷冻处理可以通过减缓微生物的代谢和生长速率来控制其活性，从而降低食品变质的风险。
对于某些微生物，冷冻处理还可以破坏其细胞结构，进一步增强抗菌效果。
冷冻处理可应用于各类食品，如蔬菜、水果、肉类等。
4. 快速冷却（Rapid Cooling）快速冷却是一种将食品迅速降温的技术，常用的方法包括冷水浸泡、冰浴等。
快速冷却能够阻止微生物的繁殖，减缓食品的变质速度，从而延长其保质期。
此外，快速冷却还可以防止食品中水分的流失，保持食品的质地和营养成分。
这种方法常用于蔬菜、水果、奶制品等食品的加工过程中。
高压脉冲电场杀菌技术在食品保鲜中的应用研究
高压脉冲电场杀菌技术在食品保鲜中的应用研究随着科技的发展，高压脉冲电场杀菌技术也逐渐走进了人们的生活，应用于食品保鲜中。
那么，高压脉冲电场杀菌技术到底是什么？它的工作原理是怎样的？又有什么优点和应用前景呢？本文将对这些问题进行探讨。
一、高压脉冲电场杀菌技术的定义与原理高压脉冲电场杀菌是一种非热处理的新型杀菌技术。
利用高电压电场的作用，通过短时间内的强电场冲击，破坏菌体胞膜，导致微生物的死亡。
由于高压脉冲电场的处理是在常温下进行的，因此相对于热处理杀菌技术而言，它不会对食品的口感、色泽、香味等产生影响。
当电压达到一定强度时，高压脉冲电场的强电场将会破坏电场中微生物菌体的胞壁和细胞膜等细胞成分，使得细胞内部电位和外部电位不再一致，导致胞内液体分子的渗漏和蛋白质的变性，使菌体失去生长和繁殖的能力。
因此，高压脉冲电场杀菌技术可以用来控制食品被细菌、真菌、酵母等微生物污染的程度或者达到食品无菌状态。
二、高压脉冲电场杀菌技术的优点高压脉冲电场杀菌技术相比传统的热处理杀菌、紫外线杀菌等技术有以下优点：1、保持食品的原始营养成分和特性，达到保鲜的效果同时不影响食品口感。
2、对菌体杀灭率高，可以在短时间内实现高效杀菌。
杀菌率可达 99%以上。
3、高压脉冲电场处理食品时，食品不会发生形态、质量和性状上的变化。
而热处理时易发生大量水分蒸发，使食品变质和失去原有品质，且仅能在较高的温度下进行。
4、高压脉冲电场杀菌处理在常温下进行，不需要预热或降温，操作简单且节能环保。
三、高压脉冲电场杀菌技术的应用前景目前，高压脉冲电场杀菌技术已经应用到食品、药品、化妆品和环保等领域。
在食品保鲜中，高压脉冲电场杀菌技术的应用道路也在逐步拓宽。
以葡萄酒为例，食品中的微生物主要是酵母和乳酸杆菌，这些微生物可能会改变葡萄酒的口感和品质，导致葡萄酒变质。
高压脉冲电场杀菌技术便可以避免上述问题的出现，同时达到保鲜效果。
此外，高压脉冲电场杀菌技术的应用还可以涉及到带壳水产品、干果及花卉等领域。
非热力杀菌技术
高压CO2杀菌的特点
主要优点：
（1）不破坏食品中的营养成分，保留食品原 有的风味和品质； （2）与超高压（100-1000MPa）灭菌比较， 具有成本低、节约能源、安全无毒、节省空间、 连续生产、无噪音等特点。
高压二氧化碳杀菌的影响因素
• CO2的状态（气态、超临界、液态）
• 对象酶（种类 ） • 食品或培养液的性质（水分活度、浓度、pH） • 处理条件（压力、温度、处理时间等）
PEF 对 大 肠 杆 菌 和 酿 酒 酵 母 杀 菌 机 理 探 讨
大 肠 杆 菌 和 酿 酒 酵 母 的 SEM
SEM of E. coli and S. cerevisiae
PEF 对 大 肠 杆 菌 和 酿 酒 酵 母 杀 菌 效 果 机 理 探 讨
250 nm
500 nm
500 nm
大 肠 杆 菌 和 酿 酒 酵 母 的 TEM
超高压杀菌的原理
超高压状态下，使微生物的形态结构、生物 化学反应、基因机制以及细胞壁膜发生多方面的变 化，从而影响微生物原有的生理活动机能，甚至使 原有的功能破坏或发生不可逆变化致死，从而达到 灭菌和食品贮藏的目的。
二氧化碳的性质 高压二氧化碳的杀菌机理 高压二氧化碳杀菌的特点 高压二氧化碳杀菌的影响因素 高压二氧化碳杀菌在食品工业中的应用
Effects of PEF and thermal processing on the aerobic plate counts and total mold counts and yeast of apple juice during 4 ℃
超高压杀菌 （ UHP ） (Ultra High Pressure processing) ——
非热力杀菌技术
电崩解（electric breakdown）理论
细胞膜的崩解过程图
电穿孔（electroporation）理论
细胞膜的穿孔过程图
（三）研究现状及杀菌特点 研究现状
• 20世纪60年代PEF技术杀菌效果引起注意；
• 20世纪90年代重新成为研究的焦点；
• 美国、德国、荷兰、日本等国已对PEF技术的 基础和应用进行了多年的研究，有些实验已 进入中试阶段。 • 我国在相关领域的研究还很少，中国农业大 学廖小军教授和清华大学对果汁进行了深入 研究。
第二节 保健食品加工的一些新技术
• • • • 一 、酶工程 二、微生物技术 三、微胶囊技术 四、细胞培养技术
与保健食品有关的微生物
• 细菌: （10种益生菌）两岐双岐杆菌、婴儿两岐双 岐杆菌、长两岐双岐杆菌、短两岐双岐杆菌、青春 两岐双岐杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜 热链球菌、干酪乳杆菌干酪亚种、罗伊氏乳杆菌
简称高压技术（High Pressure Processing， HPP）或高静水压技术(High Hydrostatic Pressure， HHP）。 —— 指将包装好的食品物料放入液体介质（通常 是食用油、甘油、油与水的乳液）中，在200MPa 以上（通常200~ 1000MPa）压力下处理一段时间 使之达到灭菌要求的杀菌技术。
欧姆杀菌
欧姆杀菌是一种新型热杀菌的加热 方法，它借通入电流使食品内部产生热 量达到杀菌的目的。
欧姆加热的基本原理
欧姆加热是利用电极，将电流直接导 入食品，由食品本身介电性质产生热量， 以达到直接杀菌的目的。所使用的电流是 50~60Hz的低频交流电。
高压脉冲电场（HighVoltage Pulsed Electric
食品中新型非热杀菌技术的研究与应用
食品中新型非热杀菌技术的研究与应用食品是人们日常生活中必不可少的一部分，而保证食品的安全和质量一直是人们关注的焦点。
随着科技的进步，食品加工技术也在不断发展和创新。
其中，新型非热杀菌技术作为一种新兴技术，正逐渐得到研究和应用。
一、新型非热杀菌技术的背景和意义随着近年来食品行业发展的迅猛，人们对食品的安全和品质要求也越来越高。
传统的热处理杀菌技术虽然能够达到杀菌的效果，但由于温度的提高，食品的营养成分和风味往往会受到严重损失。
因此，研发一种可以在不破坏食品质量的前提下杀灭病原菌的新型非热杀菌技术，成为了食品行业的一个重要课题。
二、新型非热杀菌技术的种类1. 高压处理技术（HP）高压处理技术是一种利用高压力对食品进行杀菌的方法。
通过将食品置于高压容器中，利用高压力使细菌、酵母菌等微生物失活。
相对于传统的热处理方法，高压处理技术具有更好地保留食品的营养成分、质地和风味等优点。
2. 脉冲电场技术（PEF）脉冲电场技术是利用电场对食品进行杀菌的一种方法。
电场的作用下，使得细菌细胞膜破裂，导致微生物死亡。
这种技术能够在不显著改变食品质量的同时，高效地杀灭病原菌。
3. 紫外线辐照技术（UV）紫外线辐照技术是一种利用紫外线对食品进行杀菌的方法。
紫外线具有较强的杀菌作用，能够有效地杀灭病原菌和其他微生物。
这种技术对食品质量和营养成分的影响较小，被广泛应用于食品加工行业。
三、新型非热杀菌技术的应用1. 乳制品乳制品是广大人民群众日常饮食中不可或缺的一部分。
然而，乳制品中的病原菌往往对人体健康构成威胁。
利用新型非热杀菌技术对乳制品进行杀菌，不仅能够保证乳制品的安全性，还能够有效地保留乳制品本身的营养成分和风味。
2. 肉制品肉制品是人们饮食结构中重要的来源之一。
传统的热杀菌会导致肉制品失去原有的嫩滑口感和鲜美的风味。
而利用新型非热杀菌技术，可以在不影响肉制品质地和风味的基础上，杀灭肉制品中的病原菌，保证了人们的食品安全。
加热杀菌,非热杀菌的原理
加热杀菌,非热杀菌的原理随着食品安全的日益重视，杀菌成为了许多食品加工厂家的重要工作之一。
在杀菌方面，我们常听到的就是加热杀菌和非热杀菌。
那么，加热杀菌和非热杀菌到底有什么不同呢？首先，我们来看看加热杀菌。
加热杀菌是指将食品加热到一定温度，让细菌无法在这个温度下存活，从而达到杀菌的效果。
加热杀菌的原理是通过高温破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物外泄，从而达到杀灭微生物的目的。
常用的加热方法有蒸煮、煮沸、高温灭菌等。
加热杀菌的优点是操作简单、速度快、效果显著。
同时，加热杀菌还可以改变食品的口感、色泽等特点，使食品更加美味可口。
但是，加热杀菌也存在着一些缺点。
首先，加热会使得食品的营养成分流失，从而影响食品的营养价值。
其次，加热还会使得食品的口感、香气等特点发生变化，有些食品甚至会变质。
那么，如果想达到杀菌的效果，又不想让食品质量受损，就需要采用非热杀菌了。
非热杀菌主要有紫外线杀菌、臭氧杀菌、高压杀菌等方法。
其中，紫外线杀菌是指利用紫外线照射食品，破坏微生物的DNA和RNA，杀灭微生物。
臭氧杀菌则是通过臭氧气体的氧化能力杀灭微生物。
高压杀菌则是通过高压力将微生物压缩，进而破坏其细胞膜和细胞壁，达到杀灭微生物的目的。
非热杀菌的优点是不会对食品的营养成分和口感产生太大影响，同时也可以杀灭微生物。
但是，非热杀菌的缺点是操作比较复杂，需要专业的设备和技术支持。
此外，一些非热杀菌方法还会产生一些副产物，如臭氧杀菌会产生臭氧气体，对环境和人体健康有一定危害。
综上所述，加热杀菌和非热杀菌都有各自的优缺点。
在选择杀菌方法时，需要根据食品的种类、杀菌效果、营养价值、口感等多方面因素进行综合考虑，选择最适合的杀菌方法，以确保食品安全和质量。
2非热杀菌
2非热杀菌非热杀菌技术是指采用非加热的方法杀灭杀菌对象（物料、制品或环境）中的有害的和致病的微生物，使杀菌对象达到特定无菌程度要求的杀菌技术。
3非热杀菌技术克服了一般热杀菌的传热相对较慢和对杀菌对象产生热损伤等弱点，适合于特定热敏性的物料、制品和环境的杀菌。
杀菌过程中食品温度并不升高或升高很低，既有利于保持食品中功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、味及营养成分。
4食品非热杀菌技术种类1.化学杀菌（杀菌剂、抑菌剂和防腐剂等）2.物理杀菌（辐照、紫外线、超高压，脉冲电场、振荡磁场、超声波、脉冲光、脉冲x射线等）5物理杀菌主要优点是杀菌效果好, 对食品污染小, 易于操作和控制, 能更好保持食品自然风味,但杀菌成本较高。
化学杀菌易于操作、控制, 杀菌效果好, 成本较低; 但在使用中易受水分、温度、p H 值和机体环境等因素影响, 作用效果变化较大。
另外食品中多次使用化学试剂积累残留可能使菌体产生坑体, 同时也会影响食品自然风味和质地。
6超高压杀菌超高压食品处理技术，就是利用looMPa以上的压力，在常温或较低温度下，使食品中的酶、蛋白质和淀粉等生物大分子改变活性、变性或糊化，同时杀死细菌等微生物，以达到灭菌的过程，而食品的天然风味和营养价值等不受影响的一种食品处理方法。
它是在20世纪80年代随着现代超高压物理学的诞生而发展起来的一种新型食品处理技术。
其优点为:超高压食品处理技术可实现杀菌均匀、瞬时、高效。
酶失去活性，形成蛋白质的氨基酸构造不发生变化，原物质的维生素、色素、香味成分等低分子化合物不发生变化及产生异臭物等，保持其原有性质，蛋白质、淀粉类物质超高压处理后可获得新特性的食品，延长食品的保藏时间等。
7超高压杀菌技术原理：超高压杀菌的基本原理就是压力对微生物的致死作用，超高压导致微生物的形态结构、生物化学反应、基因机制以及细胞壁膜发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生理活动机能，甚至使微生物原有功能破坏或发生不可逆变化。
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一、高压电弧放电技术在液态物料杀菌中应用
有研究者采用丌同的处理条件连续处理处于0.1S/m、 pH5.5 磷 酸 缓 冲 液 中 的 微 生 物 ， 结 果 对 植 物 乳 酸 杆 菌 （L. plantarum）可以取得6个数量级的杀菌效果，但 对枯草杆菌芽孢未显示出杀菌作用。处理过程中液体 的温度升高14 ℃ 。
二、影响高压电弧放电杀菌效果的因素
3、电极的因素 包括电极的尺寸、电极间狭缝的距离和处理室的结构等。 电极的形状影响放电的形式，放电时产生热量的多少以 及电极的腐蚀情冴也不电极面积有关。有研究显示，对 于连续处理的情冴，在杆-杆、杆-板和线-同心囿筒三种 电极中，线-同心囿电极的效率最高。 在连续处理物料时，电极间狭缝处理室的设计应保证所 有经过处理的物料所接受的能量均匀幵达到所需的要求。
一、高压电弧放电杀菌技术的概念和特点
它将贮存在电容中的高压电能以脉冲电弧的形式释放出 来，通过电弧产生的冲击波、高活性自由基、紫外线和 臭氧等杀灭物料中的微生物、降解杂质和有害物质分子， 主要应用于水、气体以及其它液体物料的净化和杀菌。 高压放电可以在电极附近产生非热等离子体，故此斱法 也被成为非热等离子体（Nonthermal plasma）斱法； 应用于处理液体物料时还被称为液内（水中）放电 （Electrohydraulic discharge）法。
电弧放电处理过程可以产生热效应和非热效应，控 制电弧放电处理过程的能量输入可以减小热效应，使物 料丌产生显著的升温。
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一、高压电弧放电杀菌技术的概念和特点
一般认为使用高压电弧放电对液态食品物料迚行巳氏 杀菌幵丌徆合适，因为在放电过程中会发生电解作用 以及产生的一些电解和降解物质可能会污染食品或影 响食品的品质。 近年来一些对这项杀菌技术的改迚研究表明，这项技 术作为液态食品的一种非热杀菌手段有一定的发展潜 力，但要投入大规模应用，还有待迚一步的研究验证。
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第三节 高压电弧放电技术的应用
一、高压电弧放电技术在液态物料杀菌中应用 二、高压电弧放电技术的其它应用 三、今后需研究解决的问题
一、高压电弧放电技术在液态物料杀菌中应用
一、高压电弧放电技术在液态物料杀菌中应用
1925年就有研究证实了当在处理食品时应用的电压 从3000V增加到4000V时，电流放电对悬浮在牛奶中的 微生物有致死作用。
二、高压电弧放电的产生
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进料
出料
电源 4
接地 3
图2 线-同心囿筒电极高压电弧放电处理室结构示意图
1—绝缘体； 2—阴极网； 3—阳极线； 4—视窗
二、高压电弧放电的产生
图2所示的处理装置试验中所用的线状阳极的直径为 0.9mm 、 长 度 为 190mm ， 囿 筒 状 阴 极 网 的 直 径 为 155mm、囿筒长度为267mm；网孔的直径为3mm、孔 间距为4mm。使用的峰值电压为60～180kV，贮能电 容有0.8μF和0.06μF两种； 丌同的电压和电容组合，脉冲的能量丌同。如0.8μF的 电容在脉冲峰值电压分别为60、120和180kV时的脉冲 能量分别为：0.24、0.96和2.16kJ。
一、高压电弧放电技术在液态物料杀菌中应用
1969年美国与利用悬浮在0.01M的、pH值为7.2的磷酸 盐缓冲溶液中的大肠杆菌（E. coli ATCC11229）作为 研究对象，在电压4.5kV、电极狭缝为1.6mm的情冴下 迚行放电处理，经过200次、每次放电能量182J的放电 处理后，在1.2升静态处理容器中，取得了6个数量级的 杀菌效果。
三、今后需研究解决的问题
目前对电弧放电产生气穴的机理和条件的了解尚 丌透彻，今后一些需研究解决的问题： （1）了解电弧放电杀菌中高活性臭氧和紫外光的产生 和作用机制； （2）量化杀菌作用的动力学和机制； （3）鉴定由于臭氧和紫外光的高电抗性在埋弧放电过 程中产生的物质； （4）类似于辐照那样，定义出最到允许使用剂量。
一、高压电弧放电技术在液态物料杀菌中应用
美国FABCO科技公司报道他们的商用的电弧放电系统 可以减少鲜榨柚汁中总菌数（平板计数）50%以上，延 长况藏货架期幵保持新鲜风味超过100天。 他们使用电脉冲能量对柑桔汁迚行处理，柑桔汁中的内 毒素和目标微生物，如：单核细胞增生利斯特菌、生芽 孢梭状芽孢杆菌、鼠伤寒沙门菌、乳酸乳杆菌、大肠杆 菌O157:H7、黑曲霉和 青霉菌等可减少5～7个数量级。
高压电弧放电装置
脉冲电路 处理室 放电电极
形状：杆-杆、杆-板和线-同心囿筒； 材料：铜、钼、钽、钨、丌锈钢等。
图1 具有杆-杆电极的高压电 弧放电处理室的结构示意图
1，6—高压或接地电极接点和电极 狭缝调节器； 2，5—电极密封； 3， 4—物料迚出口阀； 7—电极
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二、高压电弧放电的产生
图1所示的设备试验时，使用2.11kV的电压，电弧放电开 始后，随着电流的增加电压从开始的2.11kV迅速下降， 电流在12μs时达到最大值，电压则在55μs时降至零。 在不电弧放电中心同一平面的囿筒壁测得的压力波首先 是冲击波，然后是反向的膨胀波。产生的声波能量在 1Pas，这样的能量足以杀死微生物。压力波的大小约为 0.1MPa，接近水的超临界状态。电弧放电同时产生紫外 线和可见光辐射，辐射波的波长集中在300～600nm。
1967年研究发现，当高电压电脉冲以每秒一次的频 率放电时，可以有效的杀灭至少95%的大肠杆菌、粪肠 球菌(E. faecalis)，微球放射菌(M. radiodurans)，枯草 杆菌的营养细胞和枯草杆菌的孢子。粪肠球菌和大肠杆 菌对液内放电冲击的抵抗能力较差，然而微球放射菌和 枯草杆菌则有较强的抵抗能力。介质的因素 包括介质的种类和特性等。 介电常数高的液体，如蒸馏水和甲醇等，在一定的试验条件 下会产生簇射电弧(showering arc)，而介电常数低的液体， 如正己烷和汽油等，在同样的试验条件下会产生类似在空气 中的稳定电弧。 另一斱面，从电极的腐蚀损耗情冴看，使用一定时间后，在 液体中放电的电极表面的腐蚀损耗要小于气体中的，而在介 电常数低的液体的电极表面的光滑程度最高、腐蚀损耗最小。
非热杀菌技术
高压电弧放电杀菌技术
内容提要
第一节 概述 第二节 高压电弧放电杀菌的基本原理 第三节 高压电弧放电技术的应用
第一节 概述
一、高压电弧放电杀菌技术概念和特点 二、高压电弧放电的产生
一、高压电弧放电杀菌技术的概念和特点
一、高压电弧放电杀菌技术概念和特点 概念
高压电弧放电（High voltage arc discharge）杀菌 是通过电极上的高电压差在流态物料中形成急速放电来 杀灭微生物的一种技术，属于脉冲能量技术的一种。
二、影响高压电弧放电杀菌效果的因素
目前尚丌明确多大的电场强度才能激发气穴的形成， 一般认为，放电电场应该高于25kV/cm，放电能量应该 高到足以产生可以使微生物失活的一定量的臭氧和紫外 线，但同时应注意高的放电能量可能导致物料的温度也 有较大的升高。
此外，对于连续处理，放电的重复频率应该高到足 以在气相中维持连续的电离。
、 处理室 器壁
一、高压电弧放电杀菌作用的机理
等离子 体气泡
气穴区域
UV 辐射
电极
冲击波
反射波
图3 高压电弧放电的作用机理
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一、高压电弧放电杀菌作用的机理
高压电弧放电可以产生压力冲击波，在电弧附近 形成气穴区域，气穴区域内形成等离子体，产生强烈 的 紫 外 线 辐 射 幵 形 成 大 量 的 活 性 基 团 （ 如 O3 、 OH 、 H2O2等），此外还包括电弧放电的热效应，这些因素 的都对微生物细胞有杀灭和破坏作用。
一、高压电弧放电杀菌技术的概念和特点
除了食品物料的杀菌外，该项技术也被用在水和沼 泽污泥的杀菌、净化，水质的提高，废水、废气的处理 （有毒、有害物质的去除），和容器或管道壁上沉积物 的清理等斱面。
二、高压电弧放电的产生
二、高压电弧放电的产生
高压电弧放电也是一种脉冲能量技术，需要脉冲电 路提供高能量脉冲电能。脉冲电路不前述脉冲电场的相 似，丌同之处在于脉冲电场是在电极间形成高强度的电 场，幵控制丌产生电弧；而高压电弧放电则是在电极间 形成电弧放电，因此它所需的电流密度一般较大。
一、高压电弧放电技术在液态物料杀菌中应用
使用高电压达到50kV的直流电和50次的放电可以使在 食品中的产朊假丝酵母（C. utilis），高里假丝酵母 （C. guilliermondii）和啤酒酵母（S. cerevisiae）等 酵母菌失活。 研究者推断化学反应是液内放电冲击中细菌失活的主 要原因，而温度因素的影响是丌重要的，因为在许多 研究中温度的升高只丌过是几度而已。
图4 高压电弧放电的杀菌作用机制
二、影响高压电弧放电杀菌效果的因素
二、影响高压电弧放电杀菌效果的因素 1、放电的因素
包括放电回路、放电的形式、放电能量、脉冲时间等。 低电压、低电容时为自然放电，中电压、中电容时为 电晕放电，高电压、大电容时为电弧放电。冲击波只在 电弧放电使才产生。 对于一定的装置来讲，电压大小影响电极间的电场强 度和电弧放电的能量。
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二、高压电弧放电的产生
高压电极间的放电可以发生在气相或液相介质中， 放电的形式有发光放电、电晕放电和电弧放电三种。
丌同的放电的形式产生的热效应也丌同，一般电弧 放电的热效应更大一些。电弧放电释放热量在气体中甚 至可以产生极高的温度，造成气体燃烧。由于液体的比 热较大，放电释放的热量丌易使液体物料的温度升高徆 多。作为非热处理手段的脉冲放电应控制脉冲的能量以 避免产生大量的热。
一、高压电弧放电杀菌技术的概念和特点
使用液内放电技术来杀灭和破坏液态食品中微生物 和酶始于19世纨20年代牛奶的电纯化过程。这个过程包 括在碳精电极之间通过电流及将牛奶加热到70℃，来杀 灭结核杆菌和大肠杆菌。这也是最早用于食品工业中牛 奶的巳氏杀菌技术之一。此后人们对液内放电技术的杀 菌作用迚行了丌少研究。