高压脉冲电场技术在果蔬汁中杀菌的研究进展

Modern Food行业综述ｄｏｉ：10.1６７３６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４１－１４３４／ｔｓ．２０１６．１３．００７高压脉冲电场技术在果蔬汁中杀菌的研究进展Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ＨＰＥＦ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｉｎ　Ｆｒｕｉｔ　ａｎｄ　Ｖｅｇｅｔａｂｌｅ　Ｊｕｉｃｅ◎吴碧秀，吴剑峰，李灼坤（福建农林大学，福建　福州　350000）Wu Bixiu, Wu Jianfeng, Li Zhuokun（Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou　350000, China）摘　要：高压脉冲电场（HPEF）技术在果蔬汁加工中应用优势显著。在加工中不仅有很好的杀菌效果，还能最大程度地保留果蔬汁的营养成分和风味。本文归纳总结了HPEF技术原理及其在果蔬汁加工中杀菌的应用，并展望存在的问题与应用趋势。关键词：高压脉冲电场技术；果蔬汁；杀菌Ａｂｓｔｒａｃｔ：HPEF technology in fruit and vegetable juice processing is obvious. In the processing has a good bactericidal effect, but also to maximize the retention of nutrients and flavor. This article summarized HPEF technology principle and its application in fruit and vegetable juice processing in sterilization, existing problems and application trends. Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Pulsed electric field technology; Fruit and vegetable juice; Sterilization中图分类号：TS255.44我国是果蔬汁的消费大国，但现在还普遍使用热处理对其进行杀菌，导致果蔬汁品质下降。因此，寻找一种既达到杀菌，又能够保持果蔬汁品质的加工技术迫在眉睫。高脉冲电场（HPEF）技术是通过产生脉冲电场进行杀菌的非热处理技术之一。其不仅有良好的杀菌效果，还能很好地保持果蔬汁营养价值和风味[1]。目前，HPEF技术已在橙汁、桃汁的加工中得以应用。本文对HPEF技术的杀菌机理和在果蔬汁加工中的应用做概述，并进行展望。崩解理论、电穿孔理论、臭氧效应和电解产物效应等。其中比较受认可的解释有电崩解理论和电穿孔理论[2]。电崩解理论是把微生物的细胞膜看作是一个电容器，在外加电场下，细胞膜上的电荷分离产生跨膜电位差，电位差随场强的增强而增大，电位差升高到临界电崩解电位差时，细胞膜破裂。若在此电崩解条件下，该细胞能自我愈合，则这种破裂是可逆的；若外加电场超过临界场强或作用时间过长，此时产生的破裂是不可逆的，最终导致细胞死亡[3]。而电穿孔理论认为电场作用下会改变磷脂分子结构和使蛋白质通道增大，并压缩细胞膜形成小孔，增强细胞膜通透性，使小分子物质透过细胞膜进入细胞内，最后导致细胞膨胀破XIANDAISHIPIN现代食品/15１　杀菌机理目前，在国内外形成多种杀菌机理的假设，如电行业综述Modern Food裂，使细胞死亡[4]。参考文献：[1]张　璇，鲜　瑶.脉冲强光杀菌技术及其在果蔬上的应用[J].农产品质量与安全，2011（3）：44-46.[2]Vego-Mercado H，Pothakamury UR，Chang FJ，et al. Inactivation of E.coli by combining pH .ionic strengthandpulsed electric fields hurdles[J]. Food Res Int，1996，29（2）：117-121.[3]魏新劳，李家辉，延二宝.脉冲电场灭菌机理分析及细菌失活模型的研究[J].电机与控制学报，2011，15（1）：7-12.[4]Zimmermann U. Electrical breakdown，electropermeabilization and electrofusion[J]. Rev PhysiolBiochemPharmacol，1986（105）：175-256.[5]田　野.高压脉冲电场杀菌草莓汁加工工艺及品质研究[D].哈尔滨：哈尔滨商业大学，2014.[6]崔晓关，杨瑞金，赵　伟，等.高压脉冲电场对石榴汁杀菌的研究[J].农业工程学报，2007，23（3）：252-255.[7]钟　葵，廖小军，梁楚霖，等.脉冲电场和热处理对鲜榨苹果汁贮藏期品质的影响[J].食品与发酵工业，2004（8）：49-54.[8]金声琅，殷涌光，王　莹，等.高压脉冲电场对番茄汁杀菌效果的研究[J].食品工业科技，2010，31（11）：91-93.[9]Ayhan Z，Yeom H W，Zhang Q H，et al. Flavor, color, and vitamin C retention of pulsed electric field processed orange juice in different packaging materials[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry，2001，49（2）： 669-674.[10]陶晓赟.高压脉冲电场（PEF）对蓝莓汁品质及杀菌机理探究[D].北京林业大学，2015.[11]Gupta BS，Masterson F，Magee TRA. Inactivation of E. coli K12 in apple juice by high voltage pulsed electric field[J]. European Food Research and Technology，2003，217（5）：434-437.２　在果蔬汁中的应用大量的研究事实证明，HPEF技术能够在果蔬汁中杀菌效果明显，灭菌率较高，且保持良好的品质。田野[5]发现HPEF技术使草莓汁品质指标变化幅度较小，且很好的达到杀菌目的。崔晓关等[6]发现HPEF技术对霉菌、酵母菌等有杀灭作用却对石榴汁无影响。钟葵等[7]发现HPEF技术能降低微生物数量，且苹果汁的风味色泽优于热处理。金声琅等[8]利用HPEF 技术对番茄汁杀菌后发现，在场强为50 kV/cm、脉冲个数为36个、样品出口温度为40 ℃的条件下，番茄汁中大肠杆菌总数可降低6个对数以上，同时番茄汁品质变化很小。A yhan等[9]也试验证明HPEF技术能很好的保持橙汁的色香味及维生素。陶晓赟[10]研究发现HPEF技术可有效杀灭蓝莓汁中的微生物（P＜0.05），且不影响蓝莓汁的色泽风味和营养成分。当电场强度为30 kV/cm、处理时间为60 µs时，高压脉冲电场对蓝莓汁的灭菌率已达到99%以上；4 ℃下贮藏30 d后菌落总数为1.3个对数，满足商业无菌要求。SEN GUPTA B等人[11]用HPEF技术处理苹果汁，产品的货架期在22～25 ℃环境下可提高到56 d，而且感官品质和理化性质没有变化。３　展望当前，我国对HPEF技术在果蔬汁加工中的应用还处于试验阶段。故从生产实际来看，其工业推广还需在设备配置与性能上下功夫，降低装置成本，进一步减小处理产品的成本，才能使其更好的在果蔬汁加工工业中的应用与发展。同时，虽然HPEF技术在液态食品中的应用研究已经越来越成熟，但HPEF技术与其他良好的加工技术相结合的应用将会是未来研究的方向。相信以其优良的处理效果和低廉的操作费用能表现出诱人的应用前景，HPEF技术在果蔬汁工业中的研究与应用会更加的深入。16/现代食品XIANDAISHIPIN