脉冲光杀菌技术
关于污水流速对强光脉冲杀菌效果的研究
关于污水流速对强光脉冲杀菌效果的研究摘要：随着中国城镇化的快速发展和人民生活水平的提高，中国的年废水排放量日益增长，人们对废水净化处理的需求不断增长。
同时国家提出“绿水青山就是金山银山”的发展理念，进一步推进废水处理业的快速建设于发展，在废水处理行业中，如何更快速，更高效，更环保的处理废水是现阶段需要讨论和研究解决的一个重要问题。
关键词：废水消毒、脉冲强光废水处理就是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源。
其在经济发展，改善人民生活水平，改善生态环境以及保护工业建筑方面有着重要意义。
目前废水的前端净化处理已经有成熟的技术和工作流程，但在末端排放前进行消毒处理的紫外线消毒法效率低，功耗大，仍有很大的改进空间。
（一）脉冲光杀菌技术脉冲氙灯杀菌技术是一种高效的新型冷杀菌技术，其通过光化作用、光热作用和连续脉冲效应的相互叠加对细菌进行杀灭，可以彻底破坏微生物的细胞壁及核酸等结构。
脉冲氙灯装置能量转换效率高，在使用中无需预热，可随时开启。
1.从杀菌原理上看，臭氧杀菌、光催化氧化技术、负离子杀菌技术均是通过不同方式产生强氧化物，使细菌被氧化，而脉冲氙灯技术则基于光辐照杀菌及高强度频闪，彻底破坏细菌的细胞壁、细胞膜及核酸结构。
2.从杀菌效果上看，脉冲氙灯技术不仅杀菌迅速且效率高，且可对繁殖型细菌有效杀灭，而同样基于光辐射杀菌机理的紫外照射法则有光致复合作用存在。
3.从使用安全性上看，脉冲氙灯技术在杀菌同时，可控制臭氧的产生，且尚未发现其它有害副产物生成，相比之下，臭氧杀菌法、紫外线照射等在杀菌时存在臭氧的问题；负离子杀菌在杀菌同时除尘除菌，但有二次扬尘带来的二次污染问题；光催化氧化杀菌可能产生有害的有机副产物。
（二）脉冲光参数的选择1.脉冲光杀菌实验设计用菌液和灭菌蒸馏水配置试验样品，控制样品含菌量于CFU/mL左右。
试验通过两个并行样品对比培养分析，将配置好的样品倒入2个同规格的器皿中，每份器皿均含15 ml样品。
脉冲强光技术在果蔬储藏及微生物安全中的应用
492023.5经济产业增收增产的发展目标。
重点扶持一批有规模和实力的林下经济龙头企业，带动林下经济产业实现现代化发展。
充分发挥种植养殖大户和龙头企业的资金、技术和管理优势，建立示范基地，为林农选定适宜的林下经济种植模式，确保林农增收，实现区域化的产业脱贫。
6.2 加强基础设施建设林下经济产业对森林资源十分依赖，经营地基本都位于偏僻、交通闭塞的林区山区，基础设施薄弱是限制林下经济发展的重要因素。
因此，相关部门应加大当地的基础设施建设投入专项资金，用于道路交通、水电和通讯配套设施的建设，这不仅有利于当地的林下经济产业的发展，对当地的教育、医疗等方面也发挥着重要作用。
通过不断改善林下经济发展的配套基础设施与环境，将会为当地林下经济产业提供更加便捷的发展条件。
6.3 不断完善管理机制 林下经济产业要想取得长远的发展，对林下经济产业的科学管理和监督十分重要。
因此，要不断完善和健全林下经济的管理机制。
在禁摘期进行封山等措施，防止乱采乱摘行为的发生。
严厉打击私自采摘、搜猎等不法行为，促使林下经营工作有序开展。
只有不断加强林下环境保护工作，落实好领导责任制，才能实现林下经济产业的科学可持续发展。
6.4 加强技术培训由于基层技术人员、林场工作人员和林农的专业基础知识及实践操作经验十分匮乏，定期对以上人员进行技术培训显得尤为重要。
在培训授课过程中，要注重对于一些实际问题和关键技术的重点指导。
采取现场教学方式解决生产中的技术难题。
通过开展相应的技术培训与科技示范，提高解决实际问题的能力，提高工作水平和生产效率。
7 结语国家政策的支持与落实是发展林下经济产业的重要保障。
同时，通过林业信息系统的监测和运行，实现科学化、现代化的林下经济发展模式，为林下经济的高效发展提供强大的技术支持。
我国林下经济的发展取得了显著的成效，拓宽了农民增收渠道，也极大地促进了经济社会的发展。
作者简介：李强（1978-），男，高级工程师。
研究方向：森林经营。
脉冲强光技术在食品加工中的应用
脉冲强光技术在食品加工中的应用脉冲强光杀菌技术是一种冷杀菌新技术，它利用瞬时、高强度的脉冲光能量杀灭食品和包装上各类微生物，而对食品的营养成份以及口感影响很小，它是一种可替代传统食品杀菌的新型杀菌技术。
目前在食品和包装上较成熟的杀菌技术有加热杀菌、辐照杀菌、紫外线杀菌、臭氧杀菌等，但都有不尽人意的地方，如传统的加热杀菌方式，易引起食品色、香、昧及营养成分有较大损失。
紫外线照射易使食品中的脂肪氧化，产生臭味，蛋白质也容易变质产生变色等现象，一些食品的有益成分如维生素、叶绿素也易受紫外线照射而分解，辐照杀菌易产生明显的异臭和变昧，且基建费用比较高。
脉冲强光杀菌技术弥补了传统杀菌技术的缺陷，它是一种低热、杀菌效率高、无副产物、易控制的杀菌技术。
一、脉冲强光杀菌技术在食品加工中的特点脉冲强光杀菌技术与传统的杀菌方法相比，具有杀菌处理时间短，一般处理时间是几秒到几十秒，同时具有残留少、对环境污染小，不用与物料和器械直接接触，操作容易控制等特点。
更为突出的是，脉冲强光对食品中营养成分的影响很小，有研究表明，脉冲强光对油脂、L一酪氨酸、葡萄糖、淀粉及维生素c均不造成明显的破坏。
二、脉冲强光杀菌技术对各种食品的处理脉冲强光技术作为一种新的表面冷杀菌技术，其用于食品杀菌已经得到美国FDA的批准。
在论证脉冲强光处理食品的安全可靠性方面，针对食品中的化学成分（包括营养成分）及微生物菌群的变化做了大量试验。
得出的结论是：脉冲强光技术可有效减少食品表面的微生物数量；脉冲强光能使食品中的酶钝化，经脉冲光处理的食品中与未处理的相比，化学成分和营养特性没有显著的变化。
脉冲强光应用于食品中的益处是延长产品货架期、降低病原菌的危害、改善食品的品质以及提高产品的经济效益等。
脉冲强光在食品中的具体应用如下。
（1）焙烤制品焙烤制品处于烤炉条件下，一般的微生物均不能生存（热稳定性的芽孢属孢子除外），但是在烤后，冷却、切片和包装过程中会有二次污染，使得产品在贮存过程中出现霉变现象，脉冲强光的处理可有效缓解此情况。
脉冲光杀菌技术介绍
一 什么是脉冲光（ Pulsed Light, PL）
脉冲光技术是一种能在极短时间内（数十至数百微秒），以光辐射形式 释放出高能量，由此产生极高峰值功率（最高可达兆瓦级，是到达地面的 太阳光强度的十万倍）的光能。
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上图是脉冲光与连续紫外工作模式对比：
连续式进灯能量500W，任意时刻功率也为500W, 平均功率500W
脉冲式进灯能量5个脉冲，100J/脉冲，平均功率500W，每个脉冲宽100µs, 脉冲峰值 功率1,000,000W。 连续式电光转换效率：50~60% 脉冲光电光转换效率：70~90%
上海秉铂科技有限公司
Shanghai Beam Expert Science-Tech Co., Ltd.
1 00 J 90 J 80 J 50 J
30 J 10 J
1,000,000 W 900,000 W 800,000 W 500,000 W
300,000 W 100,000 W
1J
10,000 W
脉冲光杀菌技术机理一 1 00 J 紫外杀菌
> 40% UV
1,000,000 W
紫外线UV照射微生物时，核酸物质 (DNA、RNA)中的胸腺嘧啶、胞嘧啶之 间将会发生以下光化学反应，生成CPD 或PP二聚物，使微生物核酸物质受损
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基于脉冲强光杀菌技术的一种污水处理设计
基于脉冲强光杀菌技术的一种污水处理设计摘要：随着人类在社会、生产、经济等领域的迅速发展，对水的需求量也不断的增加，使水资源出现供不应求的紧张局面，同时各种工业生产造成的水污染问题日趋严峻，怎样尽量减少甚至是避免二次污染的情况下，去除水中微生物以及微生物所产生的有害物质成为水处理消毒领域人们越来越关注的重点。
关键词：脉冲强光；脉冲光消毒器械目前国内外水处理中使用的消毒方法有很多，传统水处理方法通常采用氯气作为饮用水消毒的化学药剂，虽然氯气的强氧化作用和良好的处理效果得到普遍认可，但氯气消毒容易产生卤代烷等有害的消毒副产物，使水体安全性下降。
作为新兴氧化技术的脉冲强光闪照技术，以其操作方法简单、处理效率高、没有二次污染等优势引起国内外研究者的普遍重视。
（一）脉冲光杀菌升压电路的设计脉冲氙气灯正常工作需要在其两端施加1000V直流高压1.电源电路设计稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，下面详细介绍各部分电路。
2.选择电源变压器电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压ul变换为整流电路所需要的交流电压u2。
电源变压器的效为:P2/P1其中:P2是变压器副边的功率，P是变压器原边的功率。
算出了副边功率P2后，可根据表1算出原边功率P2。
由P1、P2及U2值即可选择电源变压器。
（二）整流电路整流电路的作用是将交流电压U2变换成单向脉动的直流电压U3,在直流稳压电源中常采用桥式整流电路。
在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为:Uxw>v2U2,流过每只二极管的平均电流为:ID=IR2=0.45U2/R.其中:R为负载电阻:IR是流过负载电阻的电流:整流二极管的最大整流电流IF必须大于实际流过二极管的平均电流IDo;即IF>IDO=0.45U2/R:二极管的最大反向工作电压UR必须大于二极管实际所承受的最大反向峰值电压URM,由上述计算得到的URM和ID来选择整流二极管。
脉冲强光技术科普性介绍
脉冲强光技术介绍脉冲强光技术是一种利用瞬间放电的脉冲工程技术和特殊的惰性气体灯管，以脉冲形式激发强烈的白光，光谱分布近似太阳光，光强度相当于到达地球表面太阳光强度的数千乃至数万倍的一种世界领先的光源技术。
它利用瞬时、高强度的脉冲光能量杀灭各类微生物，从而弥补了传统热杀菌、化学杀菌的缺点。
一、脉冲强光的原理脉冲强光的最基本结构是由一个动力单元和一个惰性气体灯单元组成。
动力单元是向惰性气体灯单元提供高电压高电流脉冲的部件，为惰性气体灯提供所需的能量；惰性气体灯是在动力单元提供能量的基础上，发出由紫外线至近红外线区域的光线，紫外线波段尤为丰富，其光谱与太阳光光谱相近，但强度要超出数千倍至数万倍。
脉冲强光的产生需要两部分装臵完成，其一是具有功率放大作用的能量贮存器，它能够在相对较长的时间内（几分之一秒）积蓄能量，而后在短时间内（微秒或毫秒级）将该能量释放出来做功，这样在每一工作循环内就会产生相当高的峰值功率；其二是光电转换系统，它将产生的脉冲能量贮存在惰性气体灯中，由电离作用即可产生高强度的瞬时脉冲强光。
其杀菌的过程如图2所示。
图2 脉冲强光杀菌系统组成二、脉冲强光的杀菌原理脉冲强光是可见光、红外线和紫外线协同作用于微生物，能破坏微生物的细胞壁和核酸结构，从而杀死微生物。
脉冲强光对霉菌、革兰氏阳性致病菌、革兰氏阴性致病菌、需氧细菌芽孢和真菌分生孢子、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、酵母菌等都有明显的杀菌效果，下表为一些验证结果：菌种处理方式杀灭效果验证来源大肠杆菌辐照强度0.5J/cm2；闪照16次 6个数量级东北林业大学林学院沈阳农业大学食品学院枯草芽孢杆菌输入能量700J；闪照30次5个数量级华南理工大学单核细胞增生李斯特菌单次输入3J；闪照200次4个数量级苏格兰斯特拉斯克莱德大学沙门氏菌单次输入3J；闪照200次4个数量级苏格兰斯特拉斯克莱德大学金黄色球菌辐照强度5.6J/cm2；闪照5S 8个数量级美国宾夕法尼亚州立大学酿酒酵母菌输入能量700J；闪照30次7个数量级华南理工大学生物工程学院啤酒酵母菌单次输入7J；闪照50次6-8个数量级比利时根特大学黑曲霉菌输入能量700J；闪照40次4个数量级华南理工大学生物工程学院疱疹病毒HSV-1 1.0 J/cm2的总剂量5个数量级英国赫特福特郡生物食品研究所牛疹病毒 2.0 J/cm2的总剂量4-8个数量级英国赫特福特郡生物食品研究所甲型肝炎病毒 2.0 J/cm2的总剂量5个数量级英国赫特福特郡生物食品研究所脉冲强光的杀菌机理主要有以下两点：1.光化作用由于细菌的细胞中含有细菌的遗传信息核酸，当核酸被脉冲强光照射时会大量吸收紫外光，从而在体内形成一部分的间二氮杂苯和间二氮杂苯的异构体。
脉冲强光杀菌
脉冲强光杀菌脉冲强光杀菌一种安全（无汞）、强效、节能的新型冷杀菌技术。
为一种新加工工艺，采用宽一光谱“白光”的强烈闪光，以杀灭食品与包装上的微生物。
新方法用太阳光一样光的一种强力闪光的杀细菌力，藉以延长食品的货架寿命和杀灭包装材料上的微生物。
1 脉冲的光脉冲光系用工程工艺产生，使力增大许多倍数。
在一能量贮存电容器内，经相对长时间(一秒的分数)使积蓄的电力被放大，并释放此种贮存的能于极短时间内(一秒的千分之一或百万分之一)，以奏其工作。
结果是功用周期的极高力(功率)，且具有仅是不过分的平均力消费的消耗量。
对在食品及包装上应用，贮存的能脉冲为一惰性气灯，它能产生仅持续儿百微秒（百万分之一秒)的强烈闪光。
虽然脉冲光谱的幅度、期间及强度对处理食品与包装极有用，目前创制的脉冲光集中于广域谱上，“白”光闪光所含波长从紫外线的200nm到约近红外线的.lmm。
该光谱性分布似太阳光，具有400及500nm之间的峰发射，然而每一脉冲光闪光为约在海平面日光经地球大气层滤过效应后，其紫外线波长强度的20，000倍。
由于脉冲光的彼长太长，不能使小分子离子化，而是在电磁光谱的“非离子化”部分。
在表面上的光能能量密度(Fiuenc)可以检测之，或每单位面积的入射光能，即每平方厘米上的焦耳(Joule;略词J)。
l焦耳为少于1/4卡，因此将lg水升高l℃需4焦耳以上的能量。
2抗微生物效应在脉冲光光谱中所含紫外线波长的生物学效应业已有纪实。
这些波长的抗微生物效应系原通过被在蛋白质与核酸高度结合的碳一对一碳双键系统吸收而中介。
这方面许多研究者业经广泛讨论。
从一到几个脉冲闪光便有令入注目的抗微生物效应。
于2个含标准琼脂的陪氏皿上，滴注以7滴(每滴扩散成1cm2)，每滴各含有功倍系列稀释度的金凳葡萄球菌ATCC2761和TSB培养物，一个平板行脉冲光处理。
即在孵育前暴光。
2个0.75J/cm2注量脉冲闪光，即总共注量为1.5J/cm2。
脉冲氙光灭菌
脉冲氙光灭菌全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：脉冲氙光灭菌技术是一种高效的无菌处理技术，广泛应用于医疗、食品、化妆品等领域。
这种技术利用脉冲氙光的能量，以短波长的紫外光照射消毒对象，有效灭活病菌和微生物，达到杀菌消毒的目的。
脉冲氙光灭菌技术是一种绿色环保的消毒方法，与传统的化学消毒方法相比，它不会产生有毒废物，不会对环境造成污染。
而且，这种技术操作简单，灭菌速度快，可以灭活各种类型的病菌和微生物，包括细菌、病毒、真菌等，具有广泛的应用范围。
脉冲氙光灭菌技术在医疗领域的应用尤为广泛。
在手术室、医院病房、急诊室等场所，脉冲氙光灭菌技术可以有效灭活空气中的病菌，保障医疗人员和患者的健康安全。
在医疗设备、器械的消毒灭菌过程中，脉冲氙光灭菌技术也可以取代传统的高温、高压消毒方法，更加方便、快捷、安全，保障医疗设备的无菌状态。
除了医疗领域，脉冲氙光灭菌技术还广泛应用于食品加工和保鲜领域。
在食品生产加工过程中，脉冲氙光灭菌技术可以有效灭活食品表面的细菌、霉菌等病原微生物，保障食品的卫生安全。
在食品保鲜领域，脉冲氙光灭菌技术可以延长食品的保鲜期，减少食品的损耗，提高食品的品质和市场竞争力。
第二篇示例：脉冲氙光灭菌是一种新型的灭菌技术，通过利用氙光灯发出的脉冲光束，能够有效地杀灭细菌、病毒、真菌等微生物，从而达到灭菌的目的。
相比传统的高温高压灭菌方法，脉冲氙光灭菌具有速度快、能耗低、无化学残留等优点，因此在医疗卫生、食品加工、环境卫生等领域得到了广泛的应用。
脉冲氙光灭菌技术的原理是利用氙光灯发出的高能脉冲光束，照射到被灭菌物体表面上的微生物，通过光束的能量瞬间灭杀细菌、病毒等微生物。
氙光灯的光谱范围广，能够有效杀灭多种微生物，且不会产生二次污染。
脉冲光束的能量强度可调，能适应不同场合的需求。
脉冲氙光灭菌技术还具有温和、无化学残留、无辐射等优点，对环境和人体无害。
在医疗卫生领域，脉冲氙光灭菌技术被广泛应用于医疗器械的灭菌。
第一篇、脉冲强光杀菌技术与效果分析研究[1].do c
![第一篇、脉冲强光杀菌技术与效果分析研究[1].do c](https://img.taocdn.com/s3/m/9cbcd743be1e650e52ea99c7.png)
脉冲强光杀菌技术与效果分析研究江天宝，曹玉兰，陆蒸，刘志杰，周素珊，陆则坚*(福建农林大学食品科学学院，福州 350002)摘要:本文研究了不同照射条件下，脉冲强光对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、啤酒酵母菌、桔青霉菌的杀灭效果。
结果表明：脉冲强光闪照2s可使培养基表面大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、啤酒酵母菌、桔青霉菌的数量分别减少6、6、5、5、5个数量级。
试验处理因素对杀菌效果影响主次顺序为闪照次数>菌液浓度>闪照距离。
关键词：脉冲强光；杀菌；技术；效果中图分类号：TS205.9 文献标示码：A0 引言食品的腐败变质在很大程度上是由于微生物的活动所造成的，杀菌是食品生产过程中一个重要的环节。
食品加工中采用的杀菌方法主要有热杀菌和非热杀菌两大类。
非热杀菌是指不用热能来杀死微生物，又称为冷杀菌。
热杀菌虽然效果较好但对食品的风味和营养素破坏较大。
为了保证食品的质量及安全性，非热杀菌技术也就越来越受到人们的关注。
脉冲强光杀菌技术是近些年来出现的一种非热杀菌新技术，它利用惰性气体灯发出的瞬时、高强度的脉冲光能量杀灭食品和包装材料表面、气体和透明饮料中的微生物，有效的保持食品质量，延长食品货架期。
关于脉冲强光对食品杀菌的研究，国外从90年代初开始陆续有相关研究文献[1-9]报道,研究结果认为脉冲强光技术在食品杀菌中具有广阔的应用前景，美国食品及药物管理局(FDA) 也于1996年批准采用脉冲光作为控制食品表面微生物的灭菌手段。
国内对于该领域的研究较少，除了华南理工大学周万龙[10-13]在1997-1999年有相关研究报道，至今未见其它相关研究报道。
本文以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、啤酒酵母菌、桔青霉菌为试验研究对象，研究在不同的杀菌处理条件下，脉冲强光照射致死不同对象菌的效果。
本研究可以为国内食品杀菌过程中应用脉冲强光技术提供一定的理论基础。
1 试验材料与方法1.1 脉冲强光杀菌设备脉冲强光杀菌设备主要结构如下图所示：图1 脉冲强光杀菌设备主要结构示意图Fig.1 The diagrammatic sketch of pulsed light sterilization equipment_______________________________________________________________________________ 基金项目：福建省科技厅重大项目（2003S003）作者简介：江天宝（1977—），男，博士研究生，主要从事农产品和食品加工保藏研究开发，福州金山，福建农林大学食品科学学院，350002。
脉冲强光杀菌设备在食品工业的应用
脉冲强光杀菌设备在食品工业中的应用摘要脉冲强光杀菌技术是一种非热物理杀菌新技术，它利用瞬时、高强度的脉冲光能量短时间内杀灭固体食品和包装材料表面以及透明液体食品中各类微生物，能有效地保持食品的品质。
目前的研究主要集中在脉冲强光技术在食品灭菌中的应用。
本文综述了脉冲强光设备的机理及其在食品应用中的现状。
关键字脉冲强光设备；非热杀菌；应用；机理Application of Pulsed Light Sterilization Equipment in FoodIndustryAbstract: Pulsed light sterilization is one of novel non-thermal sterilization technology , it uses the instantaneous, high intensity pulsed light energy within a short period of time to kill the microorganism on solid food and packaging material surface and a transparent liquid food, which can effectively keep the peculiarities of food . The present study focused on the application of pulsed light technology in food sterilization. This paper describes the mechanism of pulsed light equipment and its application in food industry.Key words: pulsed light equipment；non-thermal sterilization；application随着人们生活水平的不断提高，消费者对于食品的要求朝着绿色、健康、营养和安全的方向发展。
脉冲强光杀菌技术综述
[2020年第11期>丨超越照明丨脉冲强光杀菌技术综述谢姝鸽1韩秋漪1李福生1吴再锐2王军元2张善端11复旦大学电光源研究所（上海200433)2宁波方太厨具有限公司（浙江宁波315336)摘要：文章介绍了脉冲强光的产生方式、杀菌机理和独特优势，总结了国内外研究进展，阐述了脉冲强光显著的杀菌效果，分析了灭菌效率的主要影响因素，为更好地应用脉冲强光装置杀菌提供参考。
关键词：脉冲强光；脉冲氙灯；杀菌机理；脉冲能量；重复频率Review on Intensive Pulsed Light SterilizationXIE Shuge1HANQiuyi1LI Fusheng1WU Zairui2WANG Junyuan2ZHANG Shanduan11Institute for Electrical Light Sources of Fudan University(Shanghai200433)2 Ningbo Fotile Kitchen Ware Co Ltd.(Ningbo Zhejiang315336)Abstract:The basic concepts of intensive pulse light (IPL)are introduced in this paper,including its generation method,microbial inactivation mechanism,and unique advantages in applications.The research progress in worldwide is reviewed,which clarified the significant effects of IPL on sterilization.Besides,the major factors which influences sterilization efficacy are analyzed,in order to provide a reference for better application of IPL devices. Key words: intensive pulse light,pulsed xenon lamps,sterilization mechanism,pulse energy,repetition frequency〇脉冲强光产生机理脉冲强光杀菌技术是一种利用瞬时峰值能量极强 的脉冲光辐射杀菌的新型技术，其发生装置主要由脉 冲光源、升压模块、触发模块和储能电容组成[11,脉冲 强光产生原理如图1所示。
脉冲强光杀菌技术
脉冲强光杀菌技术摘要：随着现在食品工业的高速发展，人们对新型的杀菌技术的开发越来越重视，尤其是非热杀菌技术的出现，使杀菌技术向安全、节能、无污染发展。
而脉冲强光杀菌技术对食品的营养和风味影响很小。
而且能快速的杀灭大多数的细菌，杀菌率高。
但是由于各方面研究还较少，技术还不够完善，大规模应用还需要一断时间的发展。
关键字：脉冲强光杀菌食品品质食品是人类赖以生存和发展的最基本的物质条件，食品安全状况直接关系到国民的身体健康和生命安全。
如果食品不安全不卫生，其中的各种有害因素就会损害人体健康，甚至危及生命和子孙后代，影响民族的兴旺发达、社会稳定和全面进步[1]。
所以由于食品的重要性也影响到了杀菌技术的重要性。
由但由于消费者要求营养、原汁原味的食品的呼声日益高涨，冷杀菌技术受到日益重视并进展很快。
冷杀菌技术不仅能保证食品在微生物方面的安全，而且能较好地保持食品的固有营养成分、质构、色泽和新鲜程度，冷杀菌技术近些年来成为国内外食品科学与工程领域的研究热点[2]。
脉冲强光杀菌技术是一种非热物理杀菌新技术，脉冲光技术是一种能在极短时间内（数十至数百微秒），以光辐射形式释放出高能量，由此产生极高峰值功率（最高可达兆瓦级，是到达地面的太阳光强度的十万倍）的光能，脉冲强光能量的大小由每单位照射面积上光的流量或入射光能量来衡量,单位为J/cm2 [3]，而瞬时、高强度的脉冲光能量杀灭食品和包装上各类微生物，它能有效的保持食品质量，延长食品货架期而对食品的营养成份以及口感影响很小。
脉冲强光在照射物料时不会产生有害的副产物，工作时间短，高效节能。
这些优点正是现在食品工业发展的方向。
1 脉冲强光杀菌的机理1.1 强光对微生物有致死作用，当每cm2面积上的峰值功率达到103W以上时，在物体表面或水中的微生物将被加热到>100℃,因时间极短，微生物无法正常降温，将导致细胞壁破裂、融解而死亡。
1.2 微生物细胞壁的破裂在一定程度上是因短时间受到强烈冲击引起的，同时脉冲光对微生物的蛋白质也能产生破坏作用，抑制或破坏酶的活性[4]。
脉冲强光对微生物的杀菌效果
脉冲强光对微生物的杀菌效果脉冲强光是一项有望取代传统的物理和化学杀菌手段的新技术，它是利用瞬时的、高强度的脉冲光能量，有效杀灭暴露在食品和包装材料表面或水中的细菌、霉菌、孢子、病毒、原生质、休眠孢子等各类微生物以及食品中的内源酶。
脉冲强光对各类微生物杀菌效果都非常明显，而且它是一种无汞、低热、无副产物的新型杀菌技术。
intensive pulse light sterilization effect of microbialPulse impact intensive pulse light is an expected to replace the traditional physical and chemical sterilization method of new technology, it makes use of instantaneous pulse light energy of high strength, exposed to the food and packaging material surface or effectively kill the bacteria in the water mould spore protoplasm virus dormant spores and other kinds of microorganism and food of endogenous enzymes, intensive pulse light sterilization effects of all kinds of microorganisms are very obvious, and it is a kind of mercury-free low thermal no by-products of new sterilization technology一、脉冲强光杀菌机理1.光化作用由于细菌的细胞中含有细菌的遗传信息核酸,当核酸被脉冲强光照射时会大量吸收紫外光，从而在体内形成一部分的间二氮杂苯和间二氮杂苯的异构体。
脉冲强光在食品加工中的应用概述
脉冲强光技术在食品加工中的应用概述脉冲强光杀菌技术是一种冷杀菌新技术，它利用瞬时、高强度的脉冲光能量杀灭食品和包装上各类微生物，而对食品的营养成份以及口感影响很小，它是一种可替代传统食品杀菌的新型杀菌技术。
目前在食品和包装上较成熟的杀菌技术有加热杀菌、辐照杀菌、紫外线杀菌、臭氧杀菌等，但都有不尽人意的地方，如传统的加热杀菌方式，易引起食品色、香、昧及营养成分有较大损失。
紫外线照射易使食品中的脂肪氧化，产生臭味，蛋白质也容易变质产生变色等现象，一些食品的有益成分如维生素、叶绿素也易受紫外线照射而分解，辐照杀菌易产生明显的异臭和变昧，且基建费用比较高。
脉冲强光杀菌技术弥补了传统杀菌技术的缺陷，它是一种低热、杀菌效率高、无副产物、易控制的杀菌技术。
一、脉冲强光的杀菌原理脉冲强光是可见光、红外线和紫外线协同作用于微生物，能破坏微生物的细胞壁和核酸结构，从而杀死微生物。
脉冲强光对霉菌、革兰氏阳性致病菌、革兰氏阴性致病菌、需氧细菌芽孢和真菌分生孢子、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、酵母菌等都有明显的杀菌效果，杀菌机理主要有一下两点：1.光化作用由于细菌的细胞中含有细菌的遗传信息核酸，当核酸被脉冲强光照射时会大量吸收紫外光，从而在体内形成一部分的间二氮杂苯和间二氮杂苯的异构体。
这种物质会使细菌自身的新陈代谢机能出现障碍，并且会导致细菌的遗传性出现问题，直至死亡。
脉冲强光中的200-280nm部分最易被吸收，光化作用主要是UVC。
光化杀菌机理2.光热作用虽然光化作用主要来自于UVC,但脉冲强光的其他光谱部分也起到重要作用。
当辐射剂量达到一定的水平，光照可以直接破坏细菌的细胞壁，使细胞液蒸发，彻底破坏细胞结构，导致死亡。
光热杀菌机理二、脉冲强光杀菌技术在食品加工中的特点脉冲强光杀菌技术与传统的杀菌方法相比，具有杀菌处理时间短，一般处理时间是几秒到几十秒，同时具有残留少、对环境污染小，不用与物料和器械直接接触，操作容易控制等特点。
脉冲强光杀菌
脉冲强光杀菌对食品成分的影响及保鲜研究* 任赛玉高大维( 深圳大学应用化学系; 深圳518060)蛋白质对280nm 的紫外光有很强的吸收_19] PL可以使酶失活．从而避免由酶活力带来的不良影响 Dunn等[2o 3用3 J cm的PL处理鲜马铃薯切片2～5次后．可以避免马铃薯片表面发生褐变．而对照组褐变严重。
这表明PL可以抑制多酚氧化酶(PPO)活性新鲜香蕉片、苹果片经过PL处理后，也能有效阻止褐变发生。
G6mez-L6pez等在用PL处理鲜切莴苣前，添加适量防褐变剂．能有效避免褐变发生 Robea等_l5]研究了不同强度PL对鲜蘑菇切片品质的影响．结果表明在PL处理前添加l％ (V／v)的维生素C溶液．能有效防止冷藏期褐变发生．蘑菇中的PPO在28 J cm一2的PL处理后的活性高于4．8J cm 的PL处理后的活性．28 J cm 的PL处理后褐变严重．推测可能是蘑菇切片经过高强度PL处理后迅速冷藏．促使多酚物质底物结合酪氨酸酶．从而导致褐变发生脉冲强光杀菌技术及其在果蔬上的应用张璇鲜瑶(西南大学食品科学学院，重庆400716)脉冲强光杀菌是一种安全、强效、节能的新型冷杀菌技术，是利用脉冲的强烈白光闪照而使惰性气体灯发出与太阳光谱相近，但强度更强的紫外线至红外线区域光来抑制食品和包装材料表面、固体表面、气体和透明饮料中的微生物的生长繁殖。
此技术以杀灭食品表面与包装材料上的微生物，处理后的微生物呈现明显减少趋势，并且不会破坏食品的色香味和营养成分，具有投资少，食用更安全，杀菌用时短等优点。
脉冲强光杀菌技术除了对食品外包装、生活饮用水处理设备等进行杀菌处理外，还对制药及其他行业消毒设备和工业生产中起到杀菌作用辐照杀菌作为一种食品保藏技术，射线穿透性强，可以对食品外包装进行均匀彻底的杀菌处理，容易操作控制。
在不损坏食品外包装和食品原有特性的情况下，杀灭食品中的致病菌，杜绝在食品加工生产过程中可能出现的交叉污染问题。
脉冲强光瞬时杀菌技术
装置--脉冲强光触发脉冲
杀菌过程主要是破坏微生物的DNA和RNA 提供有效的光物理和化学反应
化学物质产生途径，如短暂的化学物质，生物 系统出现电荷转移反应和能量转移的化学现象
装置--脉冲强光
DNA：实证在微生物体内和体外DNA链断裂和 二聚体的形成 RNA:RNA单链断裂，并形成二聚体 蛋白质：蛋白质没有破坏; 通过控制关键参数让 失活的酶活动受到控制或者减少到最低限度 膜的效果:在研究中用血小板和细菌来模拟系统
脉冲强光照射 形成二聚体和6-4病变
脉冲强光照射破坏DNA形成嘧 啶二聚体和6-4光生成物
基因突变、有害的复制和基因 转录导致有机体死亡
细胞修复被破坏的DNA来进化 它的机体
脉冲强光辐射最终会破坏微生 物的基因
▽能调节光的强度 ▽能调节脉冲时间 ▽能调节脉冲次数
病毒模型 脉冲强光的试验
•病毒40 •犬细小病毒 •猪细小病毒 •猴轮状病毒（ SA11 ） •噬菌体珠三角- 1 •脊髓灰质炎病毒I型 •呼肠孤病毒 •噬菌体的MS – 2 •脑心肌炎病毒（电磁兼容） •甲型肝炎病毒 •人类免疫缺陷病毒（ HIV - 1 ） •牛病毒性腹泻病毒（牛病毒性腹泻病毒） •Sindbus病毒
脉冲强光的特性
脉冲强光是无汞和无热的 脉冲强光有着内在的低温技术 脉冲强光本身是一种灵活的、可配置的、可应用不同领
域的新技术 脉冲强光辐射产生频率带很宽，尤其是丰富的紫外线区
域 脉冲强光产生的峰值功率极高，强度高达太阳光的
100，000倍 脉冲强光系统模块集成化是非常简单的 脉冲强光的产生对操作者没有伤害，而且对周围的环境
干燥表面细菌存活
静态液体细菌存活
静态杀菌 脉冲强光照射20ml样品
无害，不产生有挥发性的有机化合物
几种冷杀菌技术简介
冷杀菌技术在食品生产中的应用【摘要】在经济迅猛发展的今天，我们在满足了基本的温饱问题之后，更多的，是追求更加丰富的营养、迷人的口感，以及食品的安全无公害。
在食品加工的过程中，少不了的是杀菌灭菌技术，为的是保证食品的安全性和耐储性。
本文就围绕着如今当代的一门崭新的技术——冷杀菌技术在我们食品生产当中的应用进行简要介绍。
【关键词】冷杀菌；食品；技术应用；【正文】冷杀菌技术，也叫非热杀菌技术，是新兴的一门杀菌技术。
在传统食品加工中主要采用热杀菌，从而导致营养物质破坏，变色加剧，挥发性成分损失。
而非热杀菌的条件易于控制，外界环境影响较小，由于杀菌过程中食品的温度并不升高或升高程度很小，即有利于保持食品功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、味及营养成分，所以包装与食品机械的设计与制造上采用冷杀菌技术是非常必要的。
近几年，国内外已开发出一系列高效、安全且能保持食品原有风味与营养成分的冷杀菌新技术，其中一些有望部分取代现有的食品热杀菌方式。
下面我们就来具体介绍一下几种常用的冷杀菌技术。
一、超高压杀菌技术1．超高压杀菌的基本原理食品的超高压处理，是指利用压媒(通常是液体介质，例如水)使食品在极高的压力下产生酶失活、蛋白质变性、淀粉糊化和微生物灭活等物理化学及生物效应，从而达到灭菌和改性的物理过程。
其基本原理是利用了压力对微生物的致死作用。
高压导致微生物的形态结构、生物化学反应、基因机制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，甚至使原有功能破坏或发生不可逆变化。
2．超高压杀菌技术的特点是超高压技术可实现均匀、瞬时、高效杀菌；可使原物质的维生素、色素、香味成分等低分子化合物不会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，延长食品的储藏时间。
超高压处理过程是一个纯物理过程，瞬时压缩，作用均匀，操作安全，无化学添加剂，无需加热且在常温或低温下进行，工艺简化，节约能源，无“三废”污染。
食品高新技术6 第六讲 电脉冲与磁脉冲杀菌技术
高压输出 整 流 滤 波 逆 变 倍压整流
高压直流电源设计的基本组成框图
高压脉冲波形
目前国内外用于杀菌处理的高压脉冲波形有方波、指数 波、交变波这 3种形式，所以脉冲发生器也有多种设计思 路，这3种处理效果以方波最好，指数波次之,交变波处理 系统最差。指数高压脉冲电容充放电法是传统的方法，矩 形电容充放电法是在此基础上发展起来的。
2、高压电场杀菌处理室
在高压脉冲电场杀菌技术研究之中 食品处理室的设 计又是一项关键性技术 ,处理室一般包括2个电极，彼此 之间由绝缘材料隔成。平行金属板、平行导线、同心圆柱 体、镀金棒等都可以作为电极的材料。 处理室又可分为静态和动态处理室
静态杀菌处理室
Sale和 Hamilton的处理室是由 2个碳电极和黄铜块组 成，中间有冷却剂流动。 U型的聚乙烯空间有3mm厚，放 在两个电极之间形成了一个处理室，这3部分是紧密黏贴 在一起的，此处理的最大电场强度能承受25kV/cm。
该处理室的电极是采用经过抛光处理的不绣钢片，聚砜树 脂用来作为绝缘材料，有效的电极面积为27cm2，两电极之 间的距离可选在 0.51～0.95cm，此处理室的电场强度最高 能达到70kV/cm。
动态杀菌处理室
这个动态处理室主要就是在其静态处理室的基础上加 了一些折流板通道，处理室体积为8～20cm 3，电极间距 为 0.51～0.95cm，强度为35～70kV/cm，脉冲宽度为2 ～ 15μs，脉冲重复频率为1Hz，食物流速为600cm/min或者 是1200cm/min。
国内外高压脉冲发生器研发概况
美国俄亥俄州立大学于2001年建成了第一台固态高压脉冲发 生器，它能够产生60kV、750A的正负脉冲，并且正负脉冲都有相 对应独立的固体开关，可以只产生正脉冲或负脉冲，也可以产生 正负脉冲的交替，还可以产生多个正脉冲和多个脉冲的交替。
七、脉冲电场杀菌技术
液体电脉冲冷杀菌设备
2. 活塞式电脉冲冷杀菌设备 3. 高压强制脉冲放电流通式杀菌设备
脉冲电场杀菌贮藏技术可避免加热法引起的蛋白质变性和维 生素的破坏,而且其耗能只有加热杀菌的千分之一, 生素的破坏,而且其耗能只有加热杀菌的千分之一,而食品 的营养,风味,色泽不变. 的营养,风味,色泽不变.
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冲击波
高频脉冲放电
液体汽化
气泡膨胀爆裂
细菌溶解
2. 电磁效应引起的细胞膜穿孔 脉冲放电 膜内外电势差↑ 膜内外电势差 膜通透性↑ 膜通液态物料
脉冲放电
(等离子体,基本粒子,强光等) 等离子体,基本粒子,强光等)
杀死微生物
四,脉冲放电杀菌效果的影响因素 1. 对象菌的种类:不同菌种对电场的承受力有很大的不同. 对象菌的种类:不同菌种对电场的承受力有很大的不同. ①无芽孢细菌较有芽孢细菌更易被杀灭,格兰氏阴性菌较阳 无芽孢细菌较有芽孢细菌更易被杀灭, 性菌易于被杀灭. 性菌易于被杀灭. ②在其它条件均相同的情况下用电场灭菌,菌种的存活率由 在其它条件均相同的情况下用电场灭菌, 高到低排列顺序: 酵母菌. 高到低排列顺序:霉菌 → 乳酸菌 → 大肠杆菌 → 酵母菌. ③对象菌所处的生长周期也对杀菌效果有一定的影响,处于 对象菌所处的生长周期也对杀菌效果有一定的影响, 对数生长期的菌体比处于稳定期的菌体对电场更为敏感. 对数生长期的菌体比处于稳定期的菌体对电场更为敏感.
2. 菌的数量:研究中发现,对菌数高的样品与菌数低的样品 菌的数量:研究中发现, 加以同样强度,同样时间的脉冲, 加以同样强度,同样时间的脉冲,前者菌数下降的对数值比 后者要多得多. 后者要多得多. 3.电场强度:电场强度在各因素中对杀菌效果影响最明显, .电场强度:电场强度在各因素中对杀菌效果影响最明显, 增加电场强度,对象菌存活率明显下降. 增加电场强度,对象菌存活率明显下降. 4. 处理时间:刚开始随着杀菌时间的延长,对象菌存活率 . 处理时间:刚开始随着杀菌时间的延长, 开始急剧下降,然后平缓,逐渐变平, 开始急剧下降,然后平缓,逐渐变平,最后增加杀菌时间亦 无多大作用. 无多大作用. 5. 处理时的温度:随着处理温度上升 在24℃—60℃范同内 , . 处理时的温度:随着处理温度上升(在 ℃ ℃范同内), 杀菌效果有所提高,其提高的程度一般在10倍以内. 杀菌效果有所提高,其提高的程度一般在 倍以内. 倍以内
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脉冲光杀菌技术
脉冲强光技术侧重于表面杀菌，比较适合包材表面及食品表面的杀菌，脉冲强光技术的技术原理是通过在极短时间内（数十至数百微秒）释放出高能量的光辐射和极高的峰值功率，脉冲强光能量的大小由每单位照射面积上光的流量或入射光能量来衡量,可瞬时杀灭所照射物料表面上的各类微生物。
由于处理时间非常短，使得在有效杀菌延长食品货架期的同时能较好地保留食品营养成份以及原有风味。
脉冲强光杀菌技术的主要特点为广谱、高效、环保，对各类微生物的杀菌效果都非常明显，处理时间一般控制在数秒内。
脉冲强光杀菌技术主要耗材为脉冲强光灯管和电费，以单位产能均摊运行成本，一般客户都能接受。
设备可对大枣、枸杞、干果、槟榔、蔬菜水果等各类固体物料表面进行连续杀菌处理和保鲜，可根据不同物料的形式和要求调节传输形式、杀菌时间、杀菌频次和产量。
该设备属于广谱杀菌，像大肠杆菌、黑曲霉菌、枯草杆菌、酵母菌、革兰氏阳性致病菌、革兰氏阴性致病菌、需氧芽孢杆菌、真菌分生孢子、金黄色葡萄球菌等都有明显的杀菌作用，特别是对黑曲霉菌和芽孢菌等所谓的紫外免疫细菌也都有很好效果。
这是由于脉冲强光杀菌技术的原理是利用瞬时强光穿透微生物细胞壁，使其细胞液流出从而杀死细菌，所以有很好的杀菌效果。
设备的杀菌速度不是固定的，可以根据需求对传送速度和杀菌速度进行调整，必要时可以通过增加相应的模块来实现。
对于固体颗粒的物料，比如大枣，要使每个接触面有光辐射是难点，这就需要固定能够自动翻转并接受强光辐射;对于液体类的物料，设备需要注重光透性，使液体全部能被光辐射，因此液层需要薄而透光，使强光能很好地辐射到液体物料;对于粉体颗粒物类的物料，设备如何进行均匀传输是个难点，因为需要保证粉体被光充分辐射。
脉冲光杀菌技术的概念和特点
脉冲光（pulsed light）杀菌技术是采用持续时间短、光照强度高的宽谱光脉冲照射被杀菌
的对象以达到杀菌等目的的一种杀菌技术。
脉冲光杀菌技术主要用于食品、药品、包装材料、包装和处理设备等的表面杀菌。
脉冲光杀菌技术采用光波波长在紫外光到红外光的宽谱区域内，其中至少有70%的电磁能
量来自于波长为170-2600nm的光，一般又以人眼可以感知的可见光占的比例最高。
与太
阳光相比，由于地球大气层的过滤作用，太阳光中没有波长在300nm以下的光。
脉冲光杀菌大多采用全光谱的光，但杀灭有些微生物时采用波长在一定范围内的过滤光。
利用脉冲光对物料进行杀菌时，物料表面的光强度可以是地球表面阳光强度的几千到数万倍。
物料至少要接受一个光脉冲的照射，持续时间一般为1us-0.1s，典型的闪光频率为1-20次/S，物料表面接受的光能量一般为0.01-50J/cm2。
大部分情况下，只需要几次闪光，也就是说
只需要几分之一秒的时间，就可以得到较好的灭菌效果。
脉冲光因处在长波范围内，不会引起被照射物料的小分子化合物发生电离。
脉冲光处理可以有效的杀灭包括细菌及其芽孢、真菌及其孢子、病毒等在内的微生物以及食品物料中的内源酶，而对食品中原有的营养成分破坏较少，且残留少。
脉冲光杀菌还具有作用时间短、效率高的特点，因而成为一种很值得研究开发的新的非熟杀菌技术。