交流电场杀菌对酵母菌杀死率的影响

杀菌工艺是食品加工的重要环节,传统的热杀菌会导致食品的色泽、风味和营养物质不同程度的改变和损失。因此,非热杀菌技术应运而生,其中,脉冲电场杀菌技术利用高电压脉冲作用于物料,使微生物细胞膜被电击穿,产生不可修复的穿孔,导致微生物失活,而达到杀菌效果。本研究利用交流电使电极间产生类似脉冲电场的高电场,使其作用于酵母菌液进行杀菌处理,研究温度、杀菌时间、液体流速、电场强度等因素对杀菌效果的影响,从而寻找最佳杀菌工艺参数,为格瓦斯的杀菌工艺提供理论参考。试验表明,最佳杀菌工艺参数为:温度为40℃、杀菌时间为80 s、液体流速为100 m L/min、电场强度为10 k V/cm,采用最佳工艺进行杀菌处理,其酵母菌死菌率达到95.5%。说明该交流电场杀菌设备可有效杀灭酵母菌,具有一定的杀菌能力。     

高压脉冲电场杀菌多物理场特性研究

高压脉冲电场(pulsed electric fields,PEF)杀菌技术是当今备受关注的非热杀菌技术之一。处理室作为高压脉冲电场的重要组成单元,其主要功能是利用强电场力作用,在食品物料通过处理室时,使其中微生物的细胞结构在极短时间内遭到破坏,菌体死亡,从而达到杀菌效果。处理室中电场强度和温度分布是影响系统杀菌效果和食品质量的主要因素,通过对处理室内流体动力学与电场和温度场的耦合数值模拟对其进行有效解析。数值模拟的主要目的是优化处理室的几何结构,进而改善电场强度和温度分布的均匀性,从而避免局部食品物料的过处理、欠处理以及介质击穿等现象。文章总结数值模拟方法在高压脉冲电场性能研究中的应用,重点分析说明数值模拟方法在处理室内流体动力学、电场强度和温度场等方面的研究,并对该方法在高压脉冲电场应用中的进一步研究进行展望。     

高压脉冲电场对梨汁杀菌及钝化酶的研究

研究了高压脉冲电场(PEF)对梨汁的杀菌钝酶效果的影响.结果表明,当电场强度30kV/cm,处理时间200μs,10℃水浴温度时,沙门氏菌数量最大降低了3.4个数量级.温度具有辅助杀菌效应,当样品温度从10℃上升至40℃时,沙门氏菌致死率进一步提高了1.8个数量级.脉冲电场能够降低梨汁中多酚氧化酶的活性,但多酚氧化酶对脉冲电场的抗性比微生物强,在0～20kV/cm范围的电场强度下,PEF对PPO几乎无影响;电场强度25kV/cm后,酶活显著下降.温度升高会加速多酚氧化酶的灭活,电场强度30kV/cm,时间1200μs,温度由10℃上升至40℃时,残留酶活从33.3%下降至13.2%.因此,PEF能有效杀灭梨汁中的微生物,并且能钝化其中的多酚氧化酶.     

高压脉冲电场对食品微生物、酶及成分的影响

高压脉冲电场加工是一种非热杀菌技术,是指在高电场强度、短脉冲和温和的温度下处理食品。与传统的热杀菌比较,它具有很多优点,不仅能杀死微生物钝化酶类,而且能保持食品的营养成分和新鲜度。本文综述了高压脉冲电场对食品的杀菌效果、杀菌机制、影响杀菌的因素以及对食品中酶类和成分的影响。     

基于三场耦合的脉冲电场杀菌系统的工作过程仿真

脉冲电场(Pulsed Electric Field,PEF)杀菌是将脉冲电压施加到处理室的两极,产生电场对食品物料进行杀菌的过程,在整个过程中,处理室中的电场强度与温度分布是影响系统杀菌效果以及食品质量的两个关键因素。作者在建立同场处理室的三维模型的基础上,根据电场、流场、温度场理论,建立了脉冲电场杀菌系统三场耦合的数学模型,模拟在脉冲电压V、脉宽τ、频率f、流速υ和温度T等条件下,NaCl溶液的流体特性、温度分布以及处理室中的电场分布,得出了同场处理室几何尺寸与温度和电场分布的关系,为优化处理室结构,改善杀菌效果提供重要依据。     

高压脉冲电场杀菌效果的F值理论研究

有关高压脉冲电场杀菌动力学方面的研究颇多,但至今仍未有一种衡量高压脉冲电场杀菌效果的统一方法。本文参考热力致死时间F值的概念,提出电场强度致死时间F值,在电场强度与微生物致死时间之间建立关系模型。提出高压脉冲电场F值理论,并以F值作为衡量高压脉冲电场杀菌效果的指标。以大肠杆菌O157:H7为目标菌,研究其F值,探究不同电场强度下微生物的致死时间,为衡量不同电场设备杀菌效果提供一定的理论依据。     

高压脉冲电场同轴处理室的仿真优化

高压脉冲电场杀菌技术是一种新型非热杀菌技术,处理室用来装载待处理物料并在处理室内直接施加脉冲电场。针对自主设计的一种电极间距可调、处理室内腔体可更换的新型中试规模的同轴处理室,使用COMSOL软件建立脉冲电场杀菌系统三场耦合的数学模型模拟处理室内的电场强度、流料特性及温度分布,为同轴处理室的结构优化提供依据。仿真结果表明正电极内圆边缘处的电场强度不均匀,对正电极倒圆角后的处理室更为适用。     

高压脉冲电场处理室多物理场仿真研究

高压脉冲电场杀菌技术是一种新型的高效非热杀菌技术。高压脉冲电场处理室是杀菌处理的关键部件,其结构形式决定了处理室内部电场分布、温度场分布、流场分布,并影响杀菌处理的效果,同时电场强度和温度分布影响被处理食品的口味。以不同结构共场杀菌处理室为研究对象,利用COMSOL Multiphysics软件对共场杀菌处理室内部电场分布、温度场分布、流场分布对处理参数均匀性的影响进行了仿真。仿真结果表明,绝缘体无内嵌的处理室电场强度分布不均匀,对绝缘体倒椭圆角后的处理室可有效改善电场及流场分布,进而有效降低局部温升,改善处理效果。     

高压脉冲电场对草莓汁抗氧化活性的影响

研究了高压脉冲电场在不同电场强度(20~35 kV/cm)和处理时间(100~400μs)处理对草莓汁杀菌效果及其抗氧化活性的影响,还进一步比较了高压脉冲电场和传统热杀菌(95℃,30s)处理后和贮藏过程中草莓汁抗氧化活性的变化。结果表明:随着高压脉冲电场的电场强度和处理时间的增加,草莓汁抗氧化活性略有降低,但其损失程度比传统热杀菌小,且在储藏过程中保存较好。     

高压脉冲电场静态杀菌系统的研制

高压脉冲电场非热处理技术因处理时间短、温升小、能耗低和杀菌效果明显等优点,已成为目前杀菌工艺中研究最为广泛的技术之一.将其应用到食品杀菌中,可代替传统的热处理方法灭活液体中的病菌,为此研制了高功率脉冲电源,其输出最高电压20kV,最大电流50A.结果表明:在实验参数(脉冲电场强度为13kV/cm、脉冲宽度为15μs、连续作用10s)的条件下,牛奶中大肠杆菌死亡率达99%,对下一步的动态杀菌实验具有技术指导作用.     

高压脉冲电场对牛乳杀菌效果影响因素的试验分析

以牛乳为实验材料,经场强为50～100kV/cm,脉冲数为400～1200的高压脉冲电场进行杀菌处理,处理后的牛乳用倾注法进行菌落总数测定,发现高压脉冲电场对牛乳有一定的杀菌效果,得出杀菌率与电场条件的优化的二次回归方程。分析表明,杀菌率与电场强度和脉冲数正相关,电场强度的通径系数和灵敏度高于脉冲数的通径系数和灵敏度。说明场强与脉冲数是影响杀菌效果的重要因素,场强的影响效果更为明显。     

高压脉冲电场对黑莓汁杀菌效果的研究

以某地产黑莓汁及其经沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌人工污染的样品为研究对象,使用自制的脉冲电场杀菌装置对其进行杀菌试验,测定处理前后的菌落总数、基本成分和理化指标。研究表明：细菌的残活率随电场强度、脉冲宽度和脉冲个数的增加而降低;同一条件下,细菌残活率由大到小依次为：枯草芽孢杆菌〉金黄色葡萄球菌〉大肠杆菌〉沙门氏菌。脉冲电场处理对黑莓汁的理化指标基本无影响。     

高强脉冲电场液体非热灭菌效果研究

采用高强脉冲电场处理接种大肠杆菌菌液的无菌蒸馏水。实验结果表明大肠杆菌的存活率随 电场强度、频率、初始温度的增加而降低,随处理流速的增加而升高。杀菌后水样的温度升高不超 15℃。     

高强脉冲电场对脂肪酶的影响研究

采用高强脉冲电场对脂肪酶进行处理,研究了电场强度、脉冲数目、温度、介质环境等因素对酶活的影响.结果表明,高强脉冲电场可引起脂肪的失活,且失活率与电场强度和脉冲数目呈正比,但酶对电场的抑制比微生物要强,热效应和溶液离子浓度对酶活的影响很小;不同介质环境的影响表明酶在环境中的三维结构状态是影响电场处理效果的最可能的原因.     

高压脉冲电场对番茄汁杀菌效果的研究

运用高压脉冲电场对番茄汁进行非热杀菌,通过单因素实验和正交实验对染有大肠杆菌的番茄汁进行了研究.结果表明,番茄汁的菌落总数随电场强度、脉冲数、初始温度的增加而降低.当电场强度E为50kV/cm,脉冲个数为36个,样品出口温度为40℃时,番茄汁中接种的大肠杆菌数量可降低6个对数以上.同时从抗坏血酸、番茄红素、还原糖、果胶和可溶性固形物等方面对番茄汁品质进行分析,结果表明运用高压脉冲电场非热杀菌不影响番茄汁的品质.     

高压脉冲电场对果胶杆菌的杀菌效果及其致死动力学研究

为明确高压脉冲电场（High plused electric fields,HPEF）对果胶杆菌的最优杀菌参数并对其潜在机制进行初步探索,本研究首先通过测定高压脉冲电场不同处理条件下果胶杆菌的存活率,明确影响杀菌效果的主要因素;然后研究不同电场强度和脉冲占空比对果胶杆菌生长曲线、细胞膜脂肪酸含量变化、细胞膜渗透率以及核酸和蛋白质泄漏量的影响,以及果胶杆菌在不同生长期对高压脉冲电场敏感度的差异。结果表明:电场强度和脉冲占空比是影响高压脉冲电场杀灭果胶杆菌的主要因素。当电场强度为28 kV/cm,脉冲占空比为36.5%时,抑菌作用最强,果胶杆菌活菌对数减少值达1.60;在高压脉冲电场作用下,果胶杆菌延滞期延长,生长受到抑制,同时细胞膜结构被破坏,渗透性增大,胞内核酸和蛋白质发生严重泄漏。此外,不同生长期的果胶杆菌对高压脉冲电场敏感度不同,其中对数生长期最为敏感。最后,建立了果胶杆菌活菌对数减少值lnS与电场强度和脉冲占空比的动力学方程（y=?0.1067x+0.1166和y=?0.0895x+0.3249）。该方程符合一级动力学模型,较好地反映了高压脉冲电场处理后果胶杆菌生长的关系,为选择合适的处理条件提供了理论依据。本研究确定了高压脉冲电场杀灭果胶杆菌的最佳参数,为进一步实现高压脉冲电场杀菌保鲜在采后和鲜切行业的产业化应用奠定了基础。     

高压脉冲电场技术在南瓜浆杀菌中的应用研究

有关高压脉冲电场(Pulsed Electric Fields,PEF)对果蔬汁的杀菌效果研究已经很多,但在对黏度高的果蔬浆进行PEF杀菌方面的研究并不多。采用自然沉降法对生产车间空气中微生物进行采集、增殖培养,并接种于南瓜浆中,研究了PEF处理对南瓜浆中菌落总数的影响效果。结果表明:随着电场强度、处理时间和协同温度在设定范围内增加,PEF对微生物的杀灭效果提高,南瓜浆中菌落总数下降显著;60℃的温和热与20.14 kV/cm,109.25μs的PEF处理结合使南瓜浆中菌落总数下降显著,显示出很好的协同作用。     

响应面法优化灵芝孢子粉高压脉冲电场破壁工艺

本试验利用高压脉冲电场对灵芝孢子粉进行破壁试验以期提高其破壁率,以电场强度、脉冲个数和脉冲宽度为试验因子进行单因素试验,并在此基础上进行响应面试验。结果表明:三个试验因子对灵芝孢子粉破壁率的影响大小依次为电场强度、脉冲宽度和脉冲个数;灵芝孢子粉高压脉冲电场破壁最优工艺参数为电场强度25 kV/cm、脉冲宽度80 μs、脉冲个数40000个,破壁率可达到66.74%±0.03%;破壁孢子粉的多糖和总三萜溶出量分别达到了(0.99±0.11)g/100 g和(1.79±0.03)g/100 g。     

高静压加工对新鲜蛋液微生物及品质的影响

研究在不同处理压力和时间条件下,高静压对新鲜全蛋液微生物(细菌总数、大肠菌群)、色泽、乳化特性(乳化活力、乳化稳定指数)及起泡特性(起泡性、泡沫稳定性)的影响。结果表明:200 MPa处理10 min,全蛋液微生物指标已符合国家标准;相比空白组,400 MPa处理10 min,全蛋液乳化活力及乳化稳定性显著增加,300 MPa处理20 min及400 MPa处理10 min全蛋液起泡性较好,而400 MPa处理10~15 min及500 MPa处理5~15 min可使全蛋液颜色更鲜亮。综上,适当的高静压处理可使全蛋液达到有效杀菌且改善其品质的目的。     

巴氏杀菌条件下丙二醇对全蛋液加工特性的影响

为探究巴氏杀菌条件下添加丙二醇对全蛋液加工特性的影响，以鲜蛋为原料，研究不同巴氏杀菌条件（66 ℃/3.0 min、3.5 min、4.0 min）下添加不同添加量（0%、0.01%、0.1%、1%）丙二醇对全蛋液起泡性、乳化性和凝胶性的影响，并结合理化性质的变化对其原因进行分析。结果表明，丙二醇的添加降低了巴氏杀菌后全蛋液体系中蛋白质的聚集程度，改善了全蛋液色泽。其中，全蛋液亮度值从70.26最大提高至72.28，红度值从13.17最大提高至17.63，黄度值从57.04最大提高至75.22。经过66 ℃/4.0 min巴氏杀菌处理、丙二醇添加量1%时的全蛋液乳化能力增强效果最显著，由44.2%提高至57.93%；经过66 ℃/3.0 min巴氏杀菌处理下添加0.1%丙二醇对全蛋液的凝胶特性最有利，其中凝胶持水性达到95.95%，凝胶硬度达2 641.02 g，弹性和咀嚼性分别提高1.09 倍和1.25 倍。全蛋液的乳化稳定性在66 ℃/3.5 min巴氏杀菌处理、丙二醇添加量1%时，从16.65%显著增强至28.47%，提高了近1.71 倍。因此，丙二醇的添加可以有效保护并改善经巴氏杀菌处理后全蛋液的加工特性，为提高液蛋功能特性的稳定性提供科学依据。