什么是脉冲电场技术？

高强度脉冲电场(PEF)是近年来国际上新兴的食品研究领域。它是将液体食物放入容器中作为电解液，与容器绝缘的两个放电电极通过高压电流产生电脉冲的一种加工方法。PEF处理在室温下进行，食物加热造成的能量损失降到最低。对于食品的品质属性，PEF技术远远优于传统的食品加热处理方法，因为它大大减少了食品感官和物理特性的有害变化。现已广泛应用于食品杀菌和酶灭活，是近十年来最有希望实现工业化应用的加工技术之一。随着器件的设计和制造，这一领域的研究正在逐步展开。

高压脉冲电场技术的现有理论

高压脉冲电场的杀菌原理是在两个电极之间产生瞬时高压脉冲电场，对食品进行杀菌。它的基本过程是用瞬间高压处理放置在两极之间的低温冷却食物。高压脉冲电场的杀菌机理经过40年的讨论，形成了以下有代表性的观点:

①“细胞膜穿孔效应”理论:当外界电场作用于细胞时，食品微生物的细胞膜在其作用下被诱导产生跨膜电位。当整个膜的电位达到极限值(约lV)时，膜破裂，使膜结构进入无序状态，形成孔隙，增强通透性。因此，可以根据外部电场的强度增加细胞的通透性。

②电解质产物理论: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，阴离子在强电场作用下极其活跃，在电场作用下穿过通透性提高的细胞膜，与蛋白质、核糖核酸等细胞活性物质结合，使其变性。

③臭氧效应理论:在电场作用下，液体介质电解产生臭氧，在低浓度下能有效杀灭细菌。

食品行业一直采用热处理杀菌，但对食品的色、香、味、营养成分影响很大。但新的非热处理方法如添加防腐剂、辐照灭菌、物理处理、冷藏等都有其局限性。脉冲电场(或放电)能有效杀灭液体中的细菌。在实际应用中必须解决三个问题:①是否造成新的污染；②是否比传统方法具有明显的经济优势；(3)实现规模化。强脉冲电场，特别是高压脉冲放电产生的强冲击波，以及紫外光、强电流、臭氧的综合作用，比DC电流、低频交流电压更能有效杀灭微生物，能量利用率更高。电解损耗、电解的化学产物、冲击波和紫外线对食品成分的分解都可能对食品引入新的污染，所以连续放电电弧杀菌不适合食品加工业。一般认为，持续时间短(1 ~ 100μ s)的高压脉冲电场(PEF)可以将电解、分解等不利因素降到最低。电力/span & gt；？核磁共振(EPR)测试表明，在处理的样品中没有发现新自由基的增加、产生和引入。

与加热处理和辐射处理相比，脉冲电场杀菌具有明显的经济优势。当输入能量相同时，比较方波脉冲、指数衰减脉冲、振荡衰减脉冲和钟形脉冲的处理效率，方波脉冲最好，振荡衰减脉冲最差。当每个脉冲的能量为252.2J时，方波脉冲的能量效率可以达到91%，而指数衰减脉冲的能量效率只有64%。双极方波脉冲优于单极脉冲，是一种理想的电源。

有效杀菌的电场一般≥20 kV/cm，高压装置输出电压的瞬时值有限，所以电极间隙一般为几mm，脉冲能量也限制了电极面积，所以放电处理室的容积

到目前为止，研究还处于实验阶段，脉冲电场对食品物理、化学、微生物、酶活性和营养特性的影响有待进一步研究。