高压脉冲电场杀菌技术在肉品加工中的应用进展

近年来,高压脉冲电场作为一种新型冷杀菌技术,在牛奶、果汁等流质食品杀菌中已得到广泛应用。目前,高压脉冲电场对肉品的杀菌效果研究较少且存在争议。本文综述了高压脉冲电场技术的杀菌机理和应用现状;对其应用在肉品中的杀菌条件以及对肉品中主要腐败微生物的杀灭效果进行了总结和分析;概述了高压脉冲杀菌技术对肉品理化品质影响的研究进展,以期今后为高压脉冲电场杀菌技术在肉品中应用研究提供参考。     

脉冲电场食品保鲜研究进展

对脉冲电场保藏食品的研究状况作了综述，对脉冲电场对微生物的杀灭机理以及影响脉冲电场杀菌效果的多种因素作了比较，并展示了脉冲电场保藏食品大规模工业化应用的前景。     

脉冲电场非热杀菌技术

食品杀菌的一项新技术—脉冲电场非热杀菌,可望作为传统热杀菌方法的一种合适的补充或取代方法,因此是项非常有前途的技术。食品能够使用脉冲电场在环境温度下或冷藏温度下用很短的时间进行杀菌,使食品的新鲜质量得到保存。虽然目前仍然存在着很多工程问题有待解决,但应用这种方法在实验室内已获得了成功,并正接近工业利用。     

高压脉冲杀菌集成冷冻浓缩加工果汁的工艺

为了最大限度的保留果汁原有的生鲜风味和营养,采用高压脉冲电场杀菌和冷冻浓缩这两种非热加工的集成技术,应用在果汁浓缩加工中,其中高压脉冲电场技术可以有效地抑制微生物生长,而冷冻浓缩可以有效地钝化酶活力。将该系统非热力加工工艺应用于浓缩橙汁,经感官评定分析,结果表明,产品品质明显优于巴氏杀菌橙汁。     

橙汁杀菌技术研究进展

近年来,橙汁消费量日益增大,橙汁产业发展前景良好。杀菌是橙汁加工过程中的关键环节,是保证产品品质的重要环节。简述几种主要的橙汁杀菌技术研究进展,分析传统热力杀菌、超高压杀菌、高压脉冲电场杀菌、超声波杀菌、微波杀菌和辐照杀菌对橙汁品质的影响。     

极低频高压脉冲电场生物学效应仪的设计与应用

为开展极低频高压脉冲电场生物学效应的研究,设计了基于植物本征电位波动的极低频高压脉冲电场生物学效应仪,该系统可以产生幅值高压在6～20kV、输出频率在0.1～15Hz范围内数字式可调的极低频、宽脉宽、上升前沿陡的高压脉冲。用100kV/m、1Hz、80ms脉宽的极低频高压脉冲电场处理萌发中的绿豆和玉米种子,发现极低频高压脉冲电场对绿豆和玉米种子的发芽和生长具有较强的促进作用,说明基于植物电位波动的极低频高压脉冲电场具有明显的生物学效应,研究结果可为极低频高压脉冲电场生物学效应的深入研究提供参考。     

用高压脉冲电场杀细菌孢子

在高压脉冲电场中，大部分细菌孢子能被杀死。其效率与脉冲电场处理参数有关，处理时间长，杀死的孢子数多；脉冲频率与脉冲宽度均对处理结果有影响     

基于电镜观察及介质理论分析高压脉冲电场处理果蔬机理

通过对苹果和白萝卜进行高压脉冲电场(HPEF)预处理及超微结构电镜试验,研究HPEF预处理脉冲强度、脉冲宽度和脉冲个数对果蔬细胞结构的作用机理。结果表明,HPEF预处理可改变果蔬细胞膜通透性,使果蔬细胞结构受到严重破坏。通过结合介质理论对其机理进行推导,得知高压脉冲电场处理果蔬的主要影响因素为电场强度。在电场作用下,果蔬组织内部的受力与电场强度的平方成正比,脉冲宽度和脉冲个数对电击穿也有一定的影响,为高压脉冲电场处理果蔬工艺参数的选择提供了理论依据。     

西瓜汁的高强度脉冲磁场杀菌试验研究及杀菌机理分析

该文旨在研究液态食品的高强度脉冲磁场杀菌技术，探讨高强度脉冲磁场对微生物细胞产生的生物效应。以西瓜汁的杀菌为例，研究了磁场强度和脉冲数对杀菌效果的影响。研究结果表明：随着场强和脉冲数的增加，从整体上讲杀菌效果增强；在场强为2.53 T、脉冲数为20时，杀菌效果最好。当脉冲数为40时，磁场强度对杀菌效果的影响为单调增加；当磁场强度为4.22 T时，脉冲数对杀菌效果的影响为单调增加。但在某些参数下杀菌效果出现反弹现象，其原因有待进一步探讨。从脉冲磁场导致细胞跨膜电位、感应电流、带电粒子洛仑兹力、离子能量等参数变化的角度，描述了脉冲磁场对微生物细胞产生的生物学效应，分析了致使细胞结构被破坏、正常生理活动受阻碍的机理。     

高压脉冲电场对果蔬生物力学性质的影响

高压脉冲电场预处理果蔬,使其组织细胞在产生可逆击穿下,进行真空冷冻干燥加工,可大大地提高脱水速率和降低冻干能耗。但认识其作用机理和优化工艺参数,需要进一步研究高压脉冲电场对果蔬材料生物力学性质的影响。该文研究了高压脉冲电场处理胡萝卜、白萝卜和苹果对其生物力学性质的影响,通过测定其剪切强度、弹性模量、材料硬度值和压缩屈服极限,并与对照组进行比较,结果表明预处理后材料的剪切强度、弹性模量及屈服极限均比对照组降低,胡萝卜的硬度值比对照组降低,而白萝卜和苹果的硬度值则高于对照组。运用SAS软件对试验数据进行多元回归分析获得了高压脉冲电场预处理果蔬的工艺参数以及相关寻优模型,为高压脉冲电场预处理工艺的确定提供参考。     

液体食品处理用高压方波脉冲发生网络仿真

为了进一步提高脉冲电场食品处理的杀菌率,延长食品货架期,该文从脉冲发生器的波形和脉冲能量方面考虑,设计了一种合理有效的单极性方波脉冲形成网络。通过计算液体食品负载的等效电路,根据能量关系确定放电电容值,得到方波脉冲网络的各参数。然后,利用MATLAB中电力系统工具箱（Power System Block）模块对方波脉冲发生电路进行仿真,得到峰值为35 kV,波顶较平,上升、下降沿很陡的近似方波脉冲。仿真结果表明方波脉冲发生网络理论上的可行性,为食品处理用脉冲发生器的进一步改进提供理论依据。     

高压脉冲电场法提取耐辐射奇球菌中类胡萝卜素的研究

为探讨高压脉冲电场(PEF)电学参数致耐辐射奇球菌破壁提取类胡萝卜素的影响及最佳工艺参数,采用正交试验法,分析了电场强度、处理时间、频率和脉宽4种电场参数对类胡萝卜素提取效果的影响。结果表明,PEF技术提取类胡萝卜素的最优提取水平组合为:电场强度30 kV·cm^-1,处理时间30 s,频率30 Hz,脉宽10 μs。该条件下,提取量为75.06 μg·g^-1,与未进行电场处理的样品提取量48.27 μg·g^-1相比,增加了55.5%。本研究结果为PEF技术的工业化大规模应用提供了理论依据。     

脉冲电场预处理胡萝卜片微波干燥试验

为考察脉冲电场预处理对胡萝卜片微波干燥特性的影响,以胡萝卜片微波干燥单位时间降水率和复水率作为试验指标,设计了4因素（脉冲频率、电场强度、微波功率密度和切片厚度）二次回归正交组合试验,得出经预处理后胡萝卜片微波干燥失水速率曲线。用SPSS软件进行回归分析,得到预处理后胡萝卜片微波干燥动力学方程和各指标回归方程,并对指标进行了综合优化。结果表明：经脉冲电场预处理后胡萝卜片微波干燥动力学方程分段适用Page模型;脉冲频率和电场强度对胡萝卜片微波干燥单位时间降水率影响显著;脉冲频率对复水率影响显著,电场强度对复水率影响不显著;最优工艺组合为脉冲频率30 Hz、电场强度2.0 kV/cm、微波功率密度1.0 W/g和切片厚度4.0 mm;在最优工艺条件下,胡萝卜片单位时间降水率和复水率均得到提高。     

强脉冲磁场对牛奶的杀菌效果及其营养成分的影响研究

利用脉冲磁场对鲜奶进行杀菌试验,并与传统加热杀菌作了比较,测定了菌落总数和大肠菌群的残留率及主要鲜奶成分含量的变化。结果表明：经磁场杀菌后的牛奶,菌落总数和大肠菌群数可达到商业无菌要求。与热杀菌相比,脉冲磁场杀菌时间短、效率高、营养损失小、基本保持了鲜奶的天然色泽和风味。     

极低频高压脉冲电场提高陈年棉种活力的参数优化

为研究极低频脉冲电场对陈年棉种活力的影响,该文利用高压脉冲电源和弧形电极-平板组成的电场系统在极间距离为50 mm条件下,以16 k V、10 Hz为中心点,利用Design-expert软件设计正交试验,高压脉冲电场处理棉种时间为40 s。并利用响应面分析法,对发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数等4个指标进行参数优化,得出最优处理电压为16.25 k V,最优频率为10.90 Hz。在此基础上,对优化条件进行了试验验证。结果表明:陈年棉种在脉冲电压16.25 k V、脉冲频率10.90 Hz处理条件下,与对照相比,发芽势提高了44.2%,发芽率提高了56.8%,发芽指数提高了64.3%,活力指数提高了81.8%,各指标都达到极显著差异(P0.01)。陈年棉种的电场生物学效应对电场电压和频率都具有选择性,在电压为16.25 k V、频率为10.90 Hz的脉冲电场作用下,陈年棉种的电场生物学效应最明显,研究结果为后续作物种子高压电场处理的参数优化提供参考。     

极低频脉冲电场与高压静电场对作物种子萌发影响的差异

为了明确基于极低频脉冲电场(pulsed electric field,PEF)的种子处理技术与基于高压静电场(highvoltage electrostatic field,HVEF)的种子处理技术的有效性及其差异,研究了极低频PEF和HVEF对绿豆生长的影响。结果表明,极低频PEF处理对绿豆幼苗的质量、芽长和根长都有明显的促进作用,相同强度的HVEF处理对绿豆幼苗的根长生长有一定促进作用,对芽长的影响不显著。机理研究显示,极低频PEF和HVEF处理均对萌发绿豆的氧化代谢和蛋白质代谢有一定影响,在种子萌发初期,极低频PEF处理促进了种子储藏蛋白的分解,在后期促进了新蛋白的合成,HVEF处理则对萌发后期的蛋白合成有一定促进作用。研究还发现,极低频PEF和HVEF均可通过诱发超氧阴离子自由基激活种子超氧化物歧化酶(SOD)活性,促进过氧化物酶(POD)的合成,但是,极低频PEF对SOD和POD的影响大于HVEF。讨论了极低频PEF和HVEF对绿豆萌发影响差异的原因。     

Effect of high-intensity pulsed electric fields processing and conventional heat treatment on orange-carrot juice carotenoids

Liquid chromatography (LC) was the method of choice for quantification of carotenoids (including geometrical isomers) to evaluate the effects of high-intensity pulsed electric field (HIPEF), a nonthermal preservation method, with different parameters (electric field intensities and treatment times), on an orange-carrot juice mixture (80:20, v/v). In parallel, a conventional heat treatment (98 degrees C, 21 s) was applied to the juice. HIPEF processing generally caused a significant increase in the concentrations of the carotenoids identified as treatment time increased. HIPEF treatment at 25 and 30 kV/cm provided a vitamin A concentration higher than that found in the pasteurized juice.     

Kinetic study of anthocyanins, vitamin C, and antioxidant capacity in strawberry juices treated by high-intensity pulsed electric fields

A kinetic study of anthocyanins, vitamin C, and antioxidant capacity was carried out in strawberry juice treated with high-intensity pulsed electric fields. Samples were subjected to electric field strengths from 20 to 35 kV/cm for up to 2000 mus applying 1 mus bipolar pulses at 232 Hz. The suitability of simple first-order kinetics and an empirical model based on Weibull distribution function to describe changes in experimental data are discussed. In addition, different secondary models relating the antioxidant property retention to the electric field strength and treatment time are given. The Weibull kinetic model was the most accurate ( R (2) adj >or= 0.727) to predict anthocyanins, vitamin C, and antioxidant capacity changes in strawberry juice through the HIPEF treatment time. The combined effect of treatment time and electric field strength on health-related compounds of strawberry juice was successfully predicted (R(2) adj >or= 0.874) through secondary expressions. The proposed models are useful to predict the variation of the antioxidant potential of strawberry juice with the key parameters involved in HIPEF treatments.