非热杀菌技术：高压脉冲电场杀菌

　　PEF发展背景

　　在传统的食品生产工艺中，热处理杀菌工艺一直是非常关键的质量控制过程，其杀菌温度不同程度地影响着食品天然色、香、味和营养成分的损失。为满足消费者不断提高的对营养及质量需求，食品研究者不断创新和研究新的非热杀菌技术，而非热杀菌技术也一直是食品行业研究的热门课题，其最大的优势在于杀菌过程中食品的温度既不升高也不降低，非常有利于保持食品的活性成分和功效物质，同时可**的保留食品原有的色、香、味及热敏营养成分。在非热杀菌技术领域中，高压脉冲电场杀菌技术以其独特的应用特性被国内外专家广泛关注和研究。自Hamiltan和Sale发现脉冲电场具有杀菌作用以来，美国、日本、德国和加拿大等国竞相研究这一新的杀菌技术。20世纪80年代后，Hulsheger、immgTmfnn等对脉冲电场杀菌机理进行了探讨，并进行了工业化相关设备的研究。在国外，美国是研究PEF处理比较成熟的国家之一，有很多的企业和大学都在进行PEF处理进相关方面的积极研究。其中具有代表性的主要有华盛顿州立大学(WashingtonStateUniversity，WSU)、俄亥俄州立大学(OhioStateUniversity，OSU)以及Pure.PulseTechnologies公司等。位于普尔曼的华盛顿州立大学食品非热处理中心拥有一套连续的PEF处理系统，处理量为100L/h，并带有无菌包装系统。该系统能处理浓缩或新鲜的产品：如苹果汁、脱脂乳、液态蛋和豌豆汤等。该中心针对微生物对PEF的反应做了大量的工作。位于哥伦布的俄亥俄州立大学的无菌技术研究中心主要研究PEF对热敏感成分的消毒作用并包括对液态及粒状食品的杀菌作用。并且他们还研究PEF联合其他处理手段(如超声波作用等)进行协同灭菌。此研究中心拥有整套的PEF处理系统和无菌包装体系。国内关于PEF的相关研究虽说处于探索和起步阶段，但对此领域开展研究的单位和学者很多，先后有几批学者到国外，特别是到俄亥俄州立大学进行相关的学习和研究，并且回国后一直致力于在相关领域的研究。

　　PEF原理及其优势

　　高压脉冲电场技术（High-pulsedelectricfield,简称PEF）是将待灭菌液态物料采用泵送等方式流经设置有高强脉冲电场的处理器，微生物在极短时间内受强电场力作用后，细胞结构破坏，具体死亡。其常规流程是将要杀菌处理的食品置于带有两个电极的处理室中，给予高压电脉冲，形成脉冲电场，作用域处理室中的食品，从而杀灭食品中的微生物和消除酶活性，确保处理后的食品具有较长的货架期。PEF相较于传统的热力杀菌技术具有明显的优势：1）杀菌温度低，可以在常温下或是更低的温度下进行杀菌；2）整个杀菌过程，无需加热，不会污染环境；3）不会对产品的色、香、味和营养成分等产生破坏，最大限度地保持了产品的新鲜度；4）杀菌时间非常短，1s内即可完成；此外，PEF因不存在表面热效应，也意味着不会产生结垢而影响传热，可有效改善食品因受热不均而产生的品质劣变，实现连续作业且操作简单，与无菌灌装技术相结合，可实现常温下的贮藏及物流。因此，PEF技术可替代传统热处理灭活微生物、与品质相关的酶及其他病原，具有**保留食品天然价值和品质的优势。

　　PEF技术影响因素

　　影响PEF杀菌效果的因素有很多，主要分为处理因素和产品因素两类，现对其归纳主要为以下8个方面：

　　PEF在食品中的应用研究

　　目前，食品研究者在模拟体系和在桑果汁、苹果汁、牛乳、番茄汁和蛋清液等实际食品体系中，分别研究了高压脉冲电场对各种致病菌和非致病菌的灭菌效果及其对食品风味等的影响。这些研究结果表明PEF在流态食品的杀菌是一种非常好的杀菌方式，具有非常好的应用前景。另有研究报道了PEF处理对橙汁中的菌落总数、大肠杆菌、沙门氏菌、李斯特氏菌、金黄色葡萄球菌、乳酸乳杆菌、霉菌和酵母菌等的影响，结果表明，一定处理条件下，PEF对这些微生物都有较好的灭活效果，因设备和样品的差异，某一因素对微生物的具体影响仍然存在差异。对模拟牛奶中的大肠埃希氏杆菌进行高压脉冲电场处理，在透射电子显微镜下可清楚地看见其形态改变且有明显压痕。随着关于PEF处理相关研究的深入，我们相信在未来PEF将会给我们带来更好品质和质量的"新鲜"产品。