高压脉冲电场杀菌机理及影响因素分析卢家暄副本

卢家暄1,连宾2(1.,550003;2.,,550002)　高压脉冲电场杀菌是一项新型食品杀菌技术,其杀菌过程虽温度低,但能有效杀死食品中的微生物,同时能保持食品原有的色香味,是目前非热处理食品杀菌技术中效果最佳、应用前景最好的技术。综述了高压脉冲电场灭菌的原理,高压脉冲电场处理系统的设计,并对影响灭菌效果的因素进行了分析,最后指出存在的问题并提出今后发展趋势。　高压脉冲电场;灭菌;机理;食品　S125　　　A　　　0517-6611(2007)24-07601-03AStudyonSterilizationMechanismsandCriticalFactorsofHighVoltagePulsedElectricFieldLUJia-xuanetal　(TheSchoolofElectricalEngineering,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou550003)Abstract　Foodsterilizationisoneofthemostimportantprocessesinfoodproduction.Thetechniqueofsterilizationcouldnotonlyhaveaneffectonsecu-rityandpreservationoffood,butalsohaveacriticaleffectonkeepinggreenness,nutritionandsanitationoffood.However,traditionalmethodsofsteril-ization,suchasthermalsterilization(pasteurization,microwavesterilizationetc.)andchemicalprocess,willinfluenceintrinsicflavor,colorandnutri-tionwhenkillingmicroorganisms.Highvoltagepulsedelectricfield(HPEF,forshortPEF)sterilizationisanewtypeoffoodsterilizationtechnique,whichhasbesteffectonfoodNon-thermalsterilizationandhasgreatestforeground,duetoitslowtemperatureduringsterilizationprocess,availabilityinkillingmicroorganismsinfoodandkeepingofintrinsiccolor,smellandtaste.Inthispaper,thesterilizationmechanismsofPEFanddesignoftreatmentsystemweresummarizedandcriticalfactorsdeterminingmicrobialinactivationbyPEFwereanalyzed.Keywords　Highvoltagepulsedelectricfield(PEF);Sterilization;Mechanisms;Food　　,、,,。[1]。,,(HighTemperatureforShortTimes,HTST)、(UltraHighTemperature,UHT)、(OhmicHeating)(Microwave)[1]。,。,、、,,[2]。,。(Ultra-HighPressureprocessing,UHP)、(HighVoltagePulsedElectricField,PulsedElectricField,PEF)、(OscillatingMagneticField,OMF)、(Ultraviolet,UV)、(Antimicrobial)[3]。,PEF,,。PEF,(50℃)、、,,[3]。,PEF,。　中国科学院知识创新工程项目(KZCX3-SW-140)。　卢家暄(1974-),女,贵州贵阳人,硕士,讲师,从事电磁学及食品微生物方面的研究。　2007-05-291　。。[4]。,。1.1　　,(PFN)。PFN(60kV)、(、、、、)、(0.1～10μF)、(30μH)、(2～10MΨ)。,1AB。,,1EF。PFNRC(-),1C。,,μs()。1A。,(PEF):V(t)=V0e-t/τ,V0PFN,t,τ=RC。RC,5。,,,τ,1/e(0.37)[4-7],[8]。　　,RCPFN。RLC(--)(1D),(1B)。RLC,,。[9],,JournalofAnhuiAgri.Sci.2007,35(24):7601-7603,7606　　　　　　　　　　　　　　　　　孙红忠　　李洪　:A.;B.;C.R-C;D.RLC;E.;F.。V0,C,Rch,RPEF,τ。1　PEF37%。1/5,FWHM(,1B)。1.2　　,36.8%,,。,(1E),。PFN,(50Ψ)。,(1F)。,,。,。,,,,,,[10]。PEF,,PEF、。1.3　　。、,。,,、、-、-、。,。,,。,,,,[11-12]。2　PEF,PEF。、、、[13-14],[15-18]。2.1　(Electricbreakdown)　,V'm,V,V,,,,Vc,,(),,。,;,,,[18](2)。　:A.V'm;B.VV'm,;C.Vc,;D.。2　2.2　(Electroporation)　。,,,,,,[19](3)。3　3　、,。(PEF),PEF。40、7602　　　　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　200740μs,3(Sac-charomycescerevisiateAS2397、EscherichiacoliAS1.90、AspergillusflavusWI3020),:,A.flavusE.coliS.cerevisiate;、3:。PEF,。PEF,,S.cerevisiateE.coliA.flavus。PEF(25kV/cm、40、40μs)S.cerevisiate、E.coliA.flavus,3.5×103、4.8×1033.7×103/ml,PEF。,S.cerevisiaeE.coli95%,。A.flavus,。,,,。,;、,[10-11]。[20]PEF,,,。40kV/cm,1660μs,、。、、,、、[14],,,28～42d,4～6,μsms,1s。,[21],22.5kV/cm,6;[22]40kV/cm,50,99%。4　,、、。(1)。　　1,,[14],,[23]40～50℃,,。,,[2](、、),,[14]、、、[3,23][2]PEF[24-25]、、,,PEF[23],[1,14,23][14][20]pHpH[23][23]　　,。,、、、、pH、,。5　、、、,,。,,:①,;②,;③,;④PEF,。PEF,、。、,,PEF、、、。,(下转第7606页)760335卷24期　　　　　　　　　　　　　　　　　　卢家暄等　高压脉冲电场杀菌机理及影响因素分析2.5.2　。40mmol/LH2O24ml、1ml、pH7.51ml,,365nm15min,0.6mmol/L4ml,365nm5min(6)。6,,,Vc,,80%。2.6　　,1mg/ml(n=5),:83.2%、80.0%、82.9%、79.6%、78.4%,80.8%,RSD2.6%。　:1;20.1mg/ml;31.0mg/mlVc;41.0mg/ml;51.0mg/ml。6　3　(1),0.6mmol/L,H2O210～50mmol/L,20min。,,,,。(2),,Vc。[1]瞿鹏,李贯良,徐茂田.催化动力学荧光法测定中草药对羟自由基的清除率[J].光谱学与光谱分析,2004,24(11):1407-1408.[2]LINXIANGLI,YOSHIHIROABE,KIYOTADAKANAGAWA,etal.Distinguish-ingthe5,5-dimethyl-1-pyrrolineN-oxide(DMPO)-OHradicalquenchingeffectfromthehydroxylradicalscavengingeffectintheESRspin-trappingmethod[J].AnalyticaChimicaActa,2004,512:1215-124.[3]LAURENTDIEZ,MARIEHéLèNELIVERTOUX,AVISHAYABRAHAMSTARK,etal.High-performanceliquidchromatographicassayofhydroxylfreeradicalusingsalicylicacidhydroxylationduringinvitroexperimentsinvolvingthiols[J].JournalofChromatographyB:BiomedicalSciencesandApplications,2001,763(1/2):185-193.[4]GǜLǜZARYILDIZ,TUNCAYDEMIRYǜREKA.Ferrousiron-inducedluminolchemiluminescence:amethodforhydroxylradicalstudy[J].JournalofPharma-cologicalandToxicologicalMethods,1998,39(3):179-184.[5]徐向荣,王文华,李华斌.荧光法测定Fenton反应产生的羟自由基[J].分析化学,1998,26(12):1460-1463.[6]邓尚贵,秦小明.低值鱼蛋白多肽2铁(Ⅱ)螯合物的酶解制备及其抗氧化、抗菌活性[J].湛江海洋大学学报,2006,26(4):57-58.[7]张亚丽,徐忠.复合氨基酸锌络合物抗氧化性研究[J].食品工业科技,1997(5):14.[8]TOSHIKAZUYOSHIKAWA,YUJIANAITO,TORUTANIGAWA,etal.Thean-tioxidantpropertiesofanovelzinc-carnosinechelatecompound,N-(3-aminopro-pionyl)-L-histidinatozinc[J].BiochimicaetBiophysicaActa(BBA)-GeneralSubjects,1991,1115(1):15-22.(上接第7603页),。[1]徐怀德,王云阳.食品杀菌新技术[M].北京:科学技术文献出版社,2005.[2]杨寿清.食品杀菌和保鲜技术[M].北京:化学工业出版社,2005.[3]李汴生,阮征.非热杀菌技术与应用[M].北京:化学工业出版社,2004.[4]孙学兵,方胜,陆守道.高压脉冲电场杀菌技术研究进展[J].食品科学,2001,22(8):84-86.[5]GRAHLT,MARKLH.Killingofmicroorganismsbypulsedelectricfields[J].AppliedMicrobiologyandBiotechnology,1996,45:148-157.[6]JONGDE,PVANHEESH,EJM.Review:Effectofpulsedelectricfieldsonthequalityoffoodproducts[J].Milchwissenschaft,1998,53(11):4-8.[7]BARSOTTIL,MERLEP,CHEFTELJC.Foodprocessingbypulsedelectricfields.I.Physicalaspects[J].RewFoodRewInt,1999,15(2):181