食品非热加工.doc

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1、食品非热加工课程读书报告食品非热加工是一门新兴食品加工技术，包括超高压、高压脉冲电场、高压二氧化碳、电离辐射、脉冲磁场等方法，主要应用于食品的杀菌与钝酶。与热力杀菌相比，非热加工对食品特别是热敏性食品的色、香、味、功能性及营养成分等具有很好的保护作用，能够在很大程度上保证产品原有的新鲜度、确保产品的质量。近年来，随着消费意识和消费水平的提高，消费者对食品的新鲜度、营养、安全和功能的要求越来越高，极大地推动国际上对食品非热加工技术的研究与发展。目前，一些非热加工技术如超高压、高压二氧化碳等在美国、日本、法国等发达国家已经得到了产业应用。

2、同时，随着研究的不断深入，非热加工技术的应用范围得到了拓宽，可用于食品功能成分的提取、食品大分子的改性等方面。通过对食品非热加工课程资料的学习，以下介绍几种食品非热加工技术。一、高压脉冲电场：高压脉冲电场(pulsed　electric　fields，PEF)是一种非热处理技术,具有处理时间短，温升小，能耗低和杀菌效果明显等特点，成为近几年来国内外研究的热点之一。早在1967年，英国学者就发现25kV/cm直流脉冲能有效致死营养细菌和酵母菌。20世纪80年代后期以来，美国、日本等发达国家研究比较活跃，并制造了成套的技术设备近几年来，在

3、我国国内已有几所大学和研究机构设计了自己的高压脉冲装置，并进行了相关研究，如吉林大学、华南理工大学和江南大学等。研究的内容主要涉及高压脉冲杀菌装置的设计，高压脉冲电场动力设备、放电电路的设计，高压脉冲电场对微生物、酶的影响和功能物质的提取等方面。1、PEF技术的加工原理关于高压脉冲电场的作用机理，现有多种假说：主要有细胞膜穿孔效应、电磁机制模型、粘弹极性形成模型，电解产物效应、臭氧效应等，大多数学者倾向于认同电磁场对细胞膜的影响。1.1细胞膜穿孔效应细胞膜由镶嵌蛋白质的磷脂双分子层构成，它带有一定的电荷，具有一定的通透性和强度，膜的外

4、表面与膜内表面之间具有一定的电势差。当细胞上加一个外加电场，这个电场将使膜内外电势差增大，此时，细胞膜的通透性也随着增加，当电场强度增大到一个临界值时，细胞膜的通透性剧增，膜上出现许多小孔，使膜的强度降低。此外当所加电场为脉冲电场时，电压在瞬间剧烈波动，在膜上产生振荡效应。孔的加大和振荡效应的共同作用使细胞发生崩溃，从而达到杀菌目的。1.2电磁机制模型电磁机制理论是建立在电极释放的电磁能量互相转化基础上。电磁理论认为电场能量与磁场能量是相互转换的，在两个电极反复充电与放电的过程中，磁场起了主要杀菌作用，而电场能向磁场的转换保证了持续不

5、断的磁场杀菌作用。这样的放电装置在放电端使用电容器与电感线圈直接相连，细菌放置在电感线圈内部，受到强磁场(磁场强6.87特斯拉，功率16kJ)作用。1.3粘弹极性形成模型粘弹极性形成模型认为，一是细菌的细胞膜在杀菌时受到强烈的电场作用而产生剧烈振荡，二是在强烈电场作用下，介质中产生等离子体，并且等离子体发生剧烈膨胀，产生强烈的冲击波，超出细菌细胞膜的可塑性范围而将细菌击碎。1.4电解产物效应电解产物理论指出在电极施加电场时，电极附近介质中的电解质电离产生阴离子，这些阴阳离子在强电场作用下极为活跃，穿过在电场作用下通透性提高的细胞膜，与

6、细胞的生命物质如蛋白质、核糖核酸结合而使之变性。但其不足之处是难以解释pH值变化剧烈的条件下，杀菌效果没有什么变化的结果。1.5臭氧效应臭氧效应理论认为在电场作用下液体介质电解产生臭氧，在低浓度下臭氧已能有效杀灭细菌。2PEF技术处理的影响因素2.1处理菌的种类1）对象菌的种类：不同菌种对电场的承受力不同。食品加工中，相同条件下用电场灭菌，不同菌种存活率由高到低为：霉菌、乳酸菌、大肠杆菌、酵母菌。特别需要指出的是，对象菌所处的生长周期也对杀菌效果也有一定的影响，处于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）菌落数量：在同样

7、强度、同样时间的脉冲下菌落数高的样品比菌落数低的样品菌落数下降的对数值比后者要多得多。2.2电场参数的影响1）脉冲电场强度：在高压脉冲电场杀菌过程中，脉冲电场的强度是一个导致微生物失活的主要参数，增加电场强度、对象菌存活率明显下降。因为细胞膜两侧的感应电动势与电场强度成正比，更高的电场强度能杀灭更多的细菌。2）脉冲数目：在电场强度和杀菌温度固定的条件下，细菌的存活率随所施加的脉冲数目增加而减少。3）脉冲的波形：通常所用的脉冲波形包括：按指数衰减的波形、方波波形、振荡波形、双极性波形。在所有波形中，振荡波杀灭微生物的效率是最低的；方波的

8、效率比指数波的效率高；双极性脉冲波形对大肠杆菌的致死率比单极性波形高。4)脉冲频率：若提高脉冲频率，则杀菌效果上升。原因是频率提高后，对应于每一次电容器放电来说，具有更多的脉冲数目，因而指数衰减曲线的下降得到减缓，从而保