高强度脉冲电场灭菌
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
高强度脉冲电场灭菌
4 非加热物理灭菌方法
种类
电场灭菌 磁场灭菌 光脉冲灭菌 高压灭菌 真空灭菌
二 电场灭菌的原理及装置
1 原理 将液态食品作为电介质置于高强度脉
冲电场中，食品中微生物的细胞膜在强电 场的作用下被击穿，产生不可修复的破裂 或穿孔，使细胞组织受损，导致微生物失 活.
在强电场作用下，细胞膜两表面堆积 的异号电荷相互吸引，引起膜的挤压.
最佳的灭菌效果的综合考虑：
对象菌的种类 场强的大小 电场形状设计 灭菌时间长短 食品的酸碱度调节等
该技术很可能取代传统的灭菌方法，给食品 的灭菌工艺带来一场变革.
美国基于该技术的一无菌罐装生产线，处理能力 2 000 l/h.
参考文献
1 陈 健. 高强度脉冲电场用于液态食品的杀菌. 物理. 1997(11) : 688 ~ 689
高强度脉冲电场 用于液态食品的灭菌
一 食品的灭菌与灭菌方法
1 食品的灭菌 运用各种手段杀灭食品中的有害微生
物，从而保持食品的品质并达到Fra bibliotek定的保 藏期.
2 常用灭菌方法 巴氏灭菌、阿佩尔灭菌、 化学药剂灭菌、辐射灭菌等
3 加热灭菌的方法 加热使食品中腐败菌内的蛋白质凝固变
性，导致细菌失活.
缺点: 食品受热后，发生物理或化学性 质的变化，造成其色、香、味、组织结构 的改变及营养价值的下降，产生各种褐变 反应及酸败，维生素受破坏等.
Co-axial cylinders
食品 出口
电极
电极
Bushnell et al. 1991 US Patent 5,048,404
几种灭菌容器的电场设计
食品 入口
Co-axial cones
食品 出口
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
9
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
-
1
2
3
4
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
脉冲电场杀菌应用
脉冲电场杀菌简介
脉冲电场杀菌是一种利用高压脉冲电场对微生物进行杀菌的技术，也称为电场灭菌技术。
该技术的原理是利用高压脉冲电场产生的电场能量，使微生物细胞膜受到损伤，导致细胞死亡。
脉冲电场杀菌技术具有以下优点：
1.杀菌效果好：脉冲电场能够对微生物进行全面、快速的杀灭，能够有效地杀灭细菌、真菌、病毒等微生物。
2.杀菌速度快：脉冲电场杀菌的速度非常快，一般只需要几秒钟到几分钟的时间就能够完成杀菌过程。
3.对物品无损伤：脉冲电场杀菌过程中，电场能量只会作用于微生物细胞膜，不会对物品的物理性质产生影响。
4.无化学残留物：脉冲电场杀菌过程中，不使用任何化学杀菌剂，不会产生任何化学残留物，对环境和人体健康无害。
脉冲电场杀菌技术在食品、药品、医疗器械等领域都有广泛的应用。
例如：
1.食品加工：脉冲电场杀菌技术可以用于水果、蔬菜、奶制品等食品的杀菌处理，以延长其保质期。
2.药品生产：脉冲电场杀菌技术可以用于药品的杀菌处理，以确保药品的纯度和稳定性。
3.医疗器械：脉冲电场杀菌技术可以用于医用器械、手术器械等的杀菌处理，以确保器械的安全性。
4.水处理：脉冲电场杀菌技术可以用于水处理，以杀灭水中的细菌、病毒等微生物，保证水质安全。
总之，脉冲电场杀菌技术是一种非常有效的杀菌技术，具有广泛的应用前景。
高压脉冲电场杀菌 PPT课件
提取
❖ 韩玉珠等人通过试验优化了用高压脉冲电场提取中国林蛙多糖的试验条件， 并与碱提取法、酶提取法以及复合酶提取法进行了比较。结果显示用0. 5％K 0 H 提取液，在电场强度为20K v/cm 和脉冲数6 s的条件下用高压脉冲电场提取林蛙 多糖的提取率最大为55．59%。比较高压脉冲电场提取法与碱法、酶法以及复合 酶法在林蛙多糖提取率、总糖含量方面的差异，高压脉冲电场提取的林蛙多糖提 取率和总糖含量均高于其他三种方法，其提取率是复合酶法的1．77倍，总糖含 量高于复合酶法6. 34%，且提取物中杂质少。 ❖ 文献来源：韩玉珠，殷涌光，李风伟等．高压脉冲电场提取中国林蛙多糖的研 究 食品科学， 2005 (9)： 337～339．
➢ 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。
❖ 文献来源：殷涌光，赫桂丹，石晶．高电压脉冲电场催陈白酒的试验研 究 酿酒科技， 2005(12)：47 ~50
灭酶
❖ 1999年Yeom 在10℃环境下用PEF 连续作用于木瓜蛋白酶 后经24h，4℃冷藏，其活 性发生不可逆降低。Giner研究PEF对番茄中果胶甲基酯酶的抑制作用，在400 ×20 S、 24K v/cm 条件下，酶活性减少93．8％。H o、M ittal、C ross通过对食品中8种酶用带 极性的指数型高压脉冲处理，结果表明，α-淀粉酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶的失活率分 别为85％、85％、75％，而过氧化物酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶的失活率分别为30％、 40％、5％。此外， 还有多位学者研究了PEF 对牛奶中蛋白酶活性的影响。在国内，中 国农业大学的学者研究T PEF对辣根过氧化物酶以及果胶酯酶的活性及酶构象的影响效 果。
高压脉冲电场(PEF)技术对食品杀菌的研究
高压脉冲电场（PEF)技术对食品杀菌的研究摘要：高压脉冲电场技术是一种低能耗、高效率的食品加工技术, 在杀菌方面, PEF 技术表现出良好的应用前景。
本文概述了关于PEF技术的一些理论和研究成果,指出了其与热杀菌相比的优势以及待解决的问题。
关键词：高压脉冲电场技术；食品；杀菌杀菌是食品生产中的一个非常重要的环节，杀菌的好坏直接影响着食品的品质量。
传统的热力杀菌技术对一些产品特别是热敏性产品的色、香、味、功能性以及营养成分等具有破坏作用。
为满足消费者对营养、原汁原味、不含防腐剂、天然安全的要求，高压脉冲电场技术倍受瞩目。
高压脉冲电场(PEF)用于食品杀菌, 从20世纪60年代在美国就已开始研究, 并逐渐扩大到工业应用，进入90年代中后期我国开始进行这方面的研究，但由于设备的限制，研究水平已经相对比较落后，特别是在产业化方面。
该项新技术设备的投入相对较高、处理量少、但产品品质较好。
而且与传统热力杀菌相比，非热力技术在能耗方面有着明显的优势，可以节约一定的能源，体现了一定的经济效益。
1 高压脉冲电场技术的现存理论高压脉冲电场的杀菌原理是在两个电极间产生瞬时高压脉冲电场作用于食品而杀菌的。
其基本过程是用瞬时高压处理放置在两极间的低温冷却食品。
高压脉冲电场杀菌机理经过40年的探讨，形成了以下几个代表性的观点:①“细胞膜穿孔效应”理论：当外加电场作用于细胞时，食品微生物的细胞膜在其作用下，诱导产生横跨膜电位。
当整个膜电位达到极限值(约为lV)时，膜破裂，使膜结构变成无序状态，形成细孔，渗透能力增强。
因此，细胞的可渗透性可以依据外加电场强度的加强而增加。
②电解产物理论：在电极点施加电场时，电极附近介质中的电解质电离产生阴离子，这些阴阳离子在强电场作用下极为活跃，穿过在电场作用下通透性提高的细胞膜，与细胞的生命物质如蛋白质、核糖核酸结合而使之变性。
③臭氧效应理论：在电场作用下液体介质电解产生臭氧，在低浓度下臭氧已能有效杀灭细菌。
高压脉冲电场杀菌技术处理压载水系统的能耗分析
高压脉冲电场杀菌技术处理压载水系统的能耗分析【摘要】高压脉冲电场杀菌技术是是一种新型杀菌技术。
本文首先对pef电源装置各参数，包括电场强度、脉宽和脉冲频率等参数进行了能耗分析，又分析了加热协同效应处理压载水的能耗影响，找出各参数对装置的最佳能量利用率。
期望通过对装置能耗的研究，为船舶压载水的处理找到一种新的，较为理想的处理技术。
【关键词】高压脉冲电场；pef电源装置；能耗分析；船舶压载水energy consumption analysis of the high-voltage pulse electric field sterilization techniques for handling ballast water systemshi ji-dong feng dao-luen（1.shi jidong shanghai maritime universityshanghai，201306； 2.feng daoluen shanganghai maritime university，shanghai， 201306）【abstract】the high-voltage pulsed electric field sterilization technology is a kind of new sterilization technology. firstly， we analyze the energy consumption for the power apparatus of pef various parameters， including parameters such as electric field intensity， pulse with and pulse frequency. and we analyze the heating synergistic effect treating energy impact of ballast water， to findvarious parameters on the device’s best energy utilization. through further study for the energy consumption of the apparatus， we expect to find a new， more ideal technology in ballast water treatment.【key words】high-voltage pulsed electric field； pef power apparatus；energy consumption；ballast water高压脉冲电场灭菌技术（high-pulsed electric field下称pef）是一种通过高强度脉冲电场瞬时破坏微生物的细胞膜使细菌致死的一种新型杀菌技术，其高强度的电场是通过电容组贮存来自高压直流电源的大量能量，然后以高电压脉冲的形式释放出去所形成的。
高压电脉冲灭菌理论的研究进展
Ξ高压电脉冲灭菌理论的研究进展时兰春, 王伯初(重庆大学生物工程学院,重庆400044)摘要:通过精确地控制脉冲电场强度和改变脉冲电场对微生物细胞膜处理时间,使得微生物的细胞膜被不可逆地破坏,从而达到微生物致死目的。
高压脉冲电场灭菌与传统的巴氏灭菌相比具有: 传递快速、均匀、处理时间短、产热少等优点,可以最大程度地减少对食品中营养素的破坏,是一种颇具发展前景的非热力学灭菌方法。
文中就国内外对脉冲电场的灭菌机理和目前所形成的3 种具有代表性的观点及此灭菌方法的前景等方面的研究进展,做一综述。
关键词:高压脉冲电场; 灭菌; 微生物中图分类号:Q689文献标识码:A随着生活水平的提高,消费者对食品的要求也不断提高。
消费者希望食品不仅卫生、新鲜,而且富有营养。
众所周知,传统灭菌方法如热处理( 巴氏杀菌、微波杀菌等) 或化工单元操作杀死了食品中的微生物的同时,也破坏了食品的原有风味、颜色以及某些营养物质。
因此,改进食品的灭菌方法以保持他们的自然品质,是众多科研工作者所追求的目标之一。
高压电脉冲能有效杀灭微生物而不会产生以上危害,是一种颇有发展前景的灭菌方法 1 。
目前,脉冲电场已被应用于基因工程和生物技术领域内的细胞杂交和电融合,并能通过控制脉冲电场强度,达到控制实验中微生物的存活数量 2 。
因而,我们可以通过改变处理时间和电场强度,使得微生物的细胞膜被不可逆地破坏, 从而达到微生物致死目的。
因此,笔者依据脉冲电场在基因工程和生物技术领域积累的大量资料和致力于在食品工业中应用高压脉冲电场灭菌的研究进展,做一较系统的概述,供从事这方面的研究者参考。
压电,产生瞬时的高压脉冲、电弧光以及电化学反应来灭菌 3 ,但由于会造成食品电污染( 因电极的腐蚀) 和食品中颗粒的瓦解( 因冲击波的作用) ,目前仅用于污水处理。
20 世纪60 年代,学者Sale 和Ham ilton4 率先进行了高压电脉冲灭菌效果的研究,他们认为电场强度和作用时间是影响电灭菌效果的两个最主要因素,并通过实验证明了产生灭菌作用的既非电解产物也非热力学的原因。
高压脉冲电场杀菌技术
高压脉冲电场杀菌技术1. 引言高压脉冲电场杀菌技术是一种利用高压脉冲电场对微生物进行杀灭的新型技术。
它具有高效、快速、无污染等优点，被广泛应用于食品工业、医疗卫生、环境保护等领域。
本文将详细介绍高压脉冲电场杀菌技术的原理、应用以及未来发展方向。
2. 原理高压脉冲电场杀菌技术利用高压脉冲电场对微生物细胞进行作用，使其失去活性并死亡。
其原理主要包括两个方面：电击穿效应和细胞内外环境改变。
2.1 电击穿效应当微生物细胞受到高压脉冲电场作用时，会产生局部强烈的电场。
当电场强度超过微生物细胞的耐受范围时，会导致细胞内外的离子平衡紊乱，使得细胞膜发生破裂，引起细胞死亡。
2.2 细胞内外环境改变高压脉冲电场作用还会改变微生物细胞内外的环境，包括细胞膜通透性的增加、DNA断裂、酶活性的失活等。
这些环境的改变会导致微生物细胞无法正常进行代谢活动，最终导致细胞死亡。
3. 应用高压脉冲电场杀菌技术在食品工业、医疗卫生、环境保护等领域有着广泛应用。
3.1 食品工业在食品工业中，高压脉冲电场杀菌技术可以替代传统的热处理方法，对食品进行杀菌。
相比传统方法，高压脉冲电场杀菌技术能够更好地保留食品的营养成分和口感，并且无需添加任何化学物质，对食品质量没有负面影响。
3.2 医疗卫生在医疗卫生领域，高压脉冲电场杀菌技术可以用于消毒器械、医疗设备以及手术室等场所的清洁。
相比传统的消毒方法，高压脉冲电场杀菌技术具有更高的杀菌效果，并且可以在较短时间内完成消毒工作，提高了医疗设施的使用效率。
3.3 环境保护在环境保护方面，高压脉冲电场杀菌技术可以用于处理废水和废气中的微生物。
通过对废水和废气进行高压脉冲电场处理，可以有效地杀灭其中的微生物，减少对环境的污染。
4. 发展方向随着科技的不断进步，高压脉冲电场杀菌技术还有很大的发展空间和潜力。
4.1 技术改进目前高压脉冲电场杀菌技术仍存在一些问题，例如设备体积大、能耗较高等。
未来可以通过技术改进来解决这些问题，使得高压脉冲电场杀菌技术更加便捷、节能。
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。
读书报告(高压脉冲电场杀菌机理0
读书报告一高压脉冲电场杀菌机理及影响因素分析姓名：王海婷学科、专业：农业电气化及自动化研究方向：农业装备自动控制及检测指导教师：刘振宇汇报日期2014年4月15日高压脉冲电场杀菌机理及影响因素分析食品杀菌是食品加工过程中的一个非常重要的单元操作，通过杀菌可以钝化食品中的酶并杀死食品中存在的致病菌、腐败菌和产毒菌，以保证食品的安全性，延长产品的保藏期。
食品杀菌技术可分为热力杀菌和非热力杀菌两类。
自罐藏技术和巴氏杀菌技术发明以来，热力杀菌技术已在食品工业中广泛应用，此后又开发了高温短时(High Temperature for Shoa Tiraes，HTST)、超高温(Ultra High Temperature，UHT)、欧姆加热(Ohmic Heating)和微波(Microwave)杀菌等热力杀菌技术。
这些技术的广泛应用显著提高了食品尤其是流体食品的质量，延长了食品货架期。
但热力杀菌技术也存在一些难以克服的问题，对一些热敏性食品的色、香、味及营养成分等有很大破坏作用，使食品失去原有的新鲜度，甚至还产生异味。
随着科技水平的不断提高，非热力杀菌技术用以保证食品的新鲜和质量受到食品行业的广泛重视。
目前非热力杀菌技术主要有超高压(Ultra-High Pressure processing，UHP)杀菌、高压脉冲电场(High Voltage Pulsed Electric Field，简称Pulsed Electric Field，PEF)杀菌、振荡磁场(Oscillating Magnetic Held，OMF)杀菌、紫外线(Ultraviolet，UV)杀菌、生物防腐剂(Antimicrobial)杀菌等。
其中，PEF杀菌是一种全新的非热处理杀菌方法，其实质是利用高强度脉冲电场瞬时破坏微生物的细胞膜，使微生物死亡。
由于PEF是利用其高电位而非电流杀菌，因此整个杀菌过程具有温度低(最高温度小于50 o C)、杀菌时间短、效率高和能耗少等优点，能有效保持食品的新鲜度和营养成分，具有广阔的应用前景。
高压脉冲电场灭菌参数及电穿孔机制研究
高压脉冲电场灭菌参数及电穿孔机制研究
《高压脉冲电场灭菌参数及电穿孔机制研究》
高压脉冲电场（PEF）技术是一种新型的非热处理方法，以其快速、高效、节能的特点在食品、医药等领域得到了广泛应用。
作为一种有效的灭菌技朼，PEF技术通过向生物体施加瞬时的高
压脉冲电场来破坏细胞膜结构，从而使微生物失活，达到灭菌的目的。
研究发现，PEF技术中的一些参数对其灭菌效果起着至关重要的作用。
其中，脉冲电场的强度、频率、脉冲宽度以及处理时间等都是影响灭菌效果的重要参数。
一般来说，脉冲电场的强度越大，频率越高，脉冲宽度越宽，处理时间越长，灭菌效果就越好。
因此，优化这些参数，找出最适合不同微生物的处理条件，对于提高PEF技术的实用性和可行性具有重要意义。
此外，电穿孔机制也是PEF技术研究的一个重要方面。
通过研究发现，PEF技术对微生物的灭杀作用主要是通过其施加的瞬时高压脉冲电场破坏细胞膜结构，从而使细菌细胞内容物外渗，引起细胞凋亡。
在这个过程中，电场会形成瞬时的电穿孔，使得细菌细胞膜发生不可逆的损伤，最终导致微生物失活。
因此，深入研究电穿孔机制，可以为PEF技术的改进和优化提供重要
的理论依据。
总的来说，对于PEF技术的进一步研究，既要优化处理参数，又要深入探究其电穿孔机制，
这将有助于提高其在食品、医药等领域的应用价值，为食品安全和医疗卫生保障提供有力支持。
高压脉冲电场对大肠杆菌灭菌条件的优化
高压脉冲电场对大肠杆菌灭菌条件的优化近年来，随着人们对食品安全和质量的关注度不断提高，食品灭菌成为了研究的热点之一。
其中，高压脉冲电场灭菌技术因其安全、高效、环保等优势，受到了广泛的关注和应用。
本文将以大肠杆菌为研究对象，探讨高压脉冲电场对其灭菌条件的优化，以期提高灭菌效率和实用性。
第一步，确定实验参数。
在本次实验中，需要确定高压脉冲电场灭菌的主要参数，包括脉冲电场强度、电场脉冲数、电场作用时间等。
这些参数直接影响着大肠杆菌的死亡率和灭菌效果，需要进行合理的选择和组合。
第二步，准备试验样品。
在实验前，需要对大肠杆菌进行预处理，使其生长状态达到稳定。
同时，还需要制作适当浓度的大肠杆菌溶液，并将其均匀注入试管中。
第三步，进行实验。
在实验过程中，需要将试管放置在高压脉冲电场设备中，设置好参数后进行处理。
处理过程通常包括安装接头、施加电压、运行电源等多个步骤，需要进行严密的操作。
第四步，处理实验数据。
实验结束后，需要对实验结果进行数据处理和分析，以评估高压脉冲电场灭菌的效果。
评估的主要指标包括菌落数、死亡率、LD值等。
第五步，寻找最优参数。
根据实验结果，我们可以寻找最优参数组合，即可以使灭菌效果最大的一组参数。
这也是优化实验的一个重要步骤，不同的参数组合对灭菌效果产生的影响不同，所以需要进行系统的分析和排列组合。
第六步，验证实验结果。
最后，我们需要对最优参数组合进行验证，以确保其灭菌效果稳定、准确、可靠。
这也是衡量高压脉冲电场灭菌技术实用性的关键。
综上所述，高压脉冲电场灭菌技术具有很高的研究和应用价值。
通过以上步骤的执行，我们可以得到一组高效、可靠的灭菌参数，为食品灭菌和保健品生产等领域提供有力支撑。
当然，由于实验条件和受试环境的不同，在具体操作过程中还需要注意安全、规范和实用性等问题。
高压脉冲电场杀菌
高压脉冲电场杀菌技术随着人民生活水平的提高，食品的安全性与营养性受到越来越大的关注。
对于食品的杀菌保藏技术也提出了越来越高的要求。
传统的杀菌技术主要是采用高温，烫漂，热风干燥，巴氏杀菌，添加化学防腐剂等，这几种方法都存在弊端，对于热敏性的营养素，会在高温中损失，而且往往会破坏食物本身的色泽，影响食物的感官，改变食品的色，香，味。
随着近几年食品安全事件的频发，也使得人们谈食品添加剂而色变，因此很多的食品人致力于新的杀菌技术的研究。
像微波杀菌，超声杀菌，膜过滤除菌，高压脉冲电场杀菌等。
下面给大家简要介绍一下高压脉冲电场杀菌。
高压脉冲电场杀菌，一种新型的食品冷杀菌技术（High Intensity Pulsed Electric Fields，简称PEF）。
上个世纪六十年代，在美国就已经开始研究，到九十年代中后期我国才开始这方面的研究，由于设备的限制，研究水平已经相对比较落后，特别是在产业化方面。
目前，对于它的杀菌机理尚不明确。
多数学者认为高压脉冲电场的杀菌原理包括场的作用和电离作用两种。
场的作用：脉冲电场产生磁场，磁场和电场的交替作用使细胞膜振荡加剧，膜强度减弱，使膜内物质溢出，膜外物质易渗入，细胞膜的保护作用减弱甚至消失。
电离作用：电极附近物质电离产生的离子与膜内物质作用，阻断了膜内外生化反应和新陈代谢的进行。
同时，液体介质产生强氧化物质如O3，与细胞内物质发生反应从而影响细胞正常功能的发挥。
高压脉冲电场杀菌的特点高压脉冲电场杀菌特点：①杀菌时间短、效率高、能耗远小于热处理法；②脉冲电场杀菌在常温常压下进行，与加热法相比更能有效地保持食品原有的色、香、味及营养成分，对热敏性物料尤其适用。
早期的研究主要集中在PEF 对微生物的杀菌效果方面，人们已就PEF 对多种腐败菌和致病菌的杀菌效果进行了大量而系统地研究。
目前，人们已经对PEF 的杀菌效果有了深入的认识和掌握。
PEF 杀菌实验的指示微生物包括枯草芽抱杆菌、德氏乳杆菌、单核细胞增生李斯特氏菌、荧光假单孢菌、啤酒酵母、金黄色葡萄球菌、嗜热链球菌、大肠杆菌、大肠杆菌O157、霉菌和酵母等，研究结果表明PEF 处理对这些微生物的营养体细胞均有较好的杀灭作用，但芽孢表现出较强的耐受性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
物理学应用介绍
12
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
溶液pH值对大肠杆菌灭菌效果的影响
残菌率
1
10-1 10-2
8个脉冲后，pH5.7的溶液 0 2 4 6 中大肠杆菌的存活率为 pH6.8溶液的十分之一.
pH6.8
pH5.7
8 10 脉冲数
物理学应用介绍
13
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
指数衰减型
双极性脉冲
10000 8000 6000 4000 2000 Voltage (V) 0 -2000 -4000 -6000 -8000 -10000 -12000 0 60 40 20 0 Current (A) -20
Voltage
-40 5 10 Time ( s) 15 20 -60
E >10 kV/cm
强 电 场
+
Food
-
高 电 压
高压脉冲 发生器产生 的高压脉冲, 被加到杀菌 容器的两极 板上形成10 kV/cm以上 的电场.
7
物理学应用介绍
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
几种灭菌容器的电场设计
食品 入口 Co-axial cylinders 食品 出口
电极
Current
物理学应用介绍
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
三
电场灭菌效果
1 脉冲电场作用的剂量及效果
残菌率
对脱脂乳中大肠杆菌的灭菌实验 30 kV/cm 35 kV/cm
1
10-1
10-2
10-340 kV/cm,脉冲宽度2 us，50 场强 299%大肠杆菌失活 4 8 16 32 个脉冲后，
物理学应用介绍
5
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
在强电场作用下，细胞膜两表面堆积 的异号电荷相互吸引，引起膜的挤压. 当挤压力大于膜的弹性力时，产生穿 孔.
+
强 电 场
- + +
物理学应用介绍
高 电 压
6
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
2 装置
RCL
高压 电源 脉冲发生器 控制单元 脉冲 宽度 频率
第五版
高强度脉冲电场用于液态食 磁场灭菌 光脉冲灭菌 高压灭菌 真空灭菌
种类
物理学应用介绍
4
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
二
电场灭菌的原理及装置
1 原理
将液态食品作为电介质置于高强度脉 冲电场中，食品中微生物的细胞膜在强电 场的作用下被击穿，产生不可修复的破裂 或穿孔，使细胞组织受损，导致微生物失 活.
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
高强度脉冲电场 用于液态食品的灭菌
物理学应用介绍
1
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
一
食品的灭菌与灭菌方法
1 食品的灭菌 运用各种手段杀灭食品中的有害微生 物，从而保持食品的品质并达到一定的保 藏期.
2 常用灭菌方法 巴氏灭菌、阿佩尔灭菌、 化学药剂灭菌、辐射灭菌等
3 适用对象 几乎所有具有流动性能的流体和半流 体的非热杀菌. 果汁\蔬菜汁\蛋液的非热杀菌 果酱\色拉调料和其它酱类制品 乳制品 乳膏类化妆品 功能性食品和医药制品
物理学应用介绍
14
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
最佳的灭菌效果的综合考虑：
对象菌的种类 场强的大小 电场形状设计 灭菌时间长短 食品的酸碱度调节等
物理学应用介绍
40 kV/cm
64 脉冲数
11
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
2 溶液pH值对灭菌效果的影响
多数微生物的最佳生长环境的pH值位于 6.6~7.5之间，加入HCL或NaOH等可调节 溶液的pH值，使其偏离最佳生长区.
微生物的细胞膜穿孔形成后，细胞周围 的介质渗入细胞，使其体内酸碱度平衡受 到破坏，促使其失活，提高灭菌效果.
电极
Bushnell et al. 1991 US Patent 5,048,404
物理学应用介绍
8
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
几种灭菌容器的电场设计
食品 入口 Co-axial cones 食品 出口
电极
电极
物理学应用介绍
9
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
常用脉冲电压波形
物理学应用介绍
15
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
该技术很可能取代传统的灭菌方法，给食品 的灭菌工艺带来一场变革.
美国基于该技术的一无菌罐装生产线，处理能力 2 000 l/h.
物理学应用介绍
16
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
参考文献
1 陈 健. 高强度脉冲电场用于液态食品的杀菌.
物理. 1997(11) : 688 ~ 689 2 陈 健. 液态食品的脉冲电场杀菌技术研究. 冷饮与速冻食品工业. 1998(1) : 20 ~ 21
物理学应用介绍
17
物理学应用介绍
2
物理学
第五版
高强度脉冲电场用于液态食品的灭菌
3 加热灭菌的方法
加热使食品中腐败菌内的蛋白质凝固变 性，导致细菌失活. 缺点: 食品受热后，发生物理或化学性 质的变化，造成其色、香、味、组织结构 的改变及营养价值的下降，产生各种褐变 反应及酸败，维生素受破坏等.
物理学应用介绍
3
物理学