[科普中国]-交流高场强杀菌

交流高场强杀菌装置

交流高场强杀菌装置如图1所示，该装置主要由交流电源、电极处理室、冷却系统三部分组成。目前，该装置能达到的最大处理量为2 000L/h。电极处理室的设计如图2所示1。

交流高场强杀菌的原理交流高场强的杀菌机理与电脉冲杀菌相似，都是通过数千伏每厘米的高电场使细胞膜上产生跨膜电压，细胞膜上发生电穿孔(electroporation)或电崩解(electrical breakdown)，细胞膜被破坏，菌体死亡。

交流高场强杀菌使用的电场频率一般在几十千赫兹，电脉冲杀菌使用的电场频率一般为几十赫兹。虽然交流高场强杀菌的电场频率高于电脉冲杀菌，但它的频率未达到偶极子取向极化所需的微波域，还不会使食品物料的阻抗发生变化。

交流高场强杀菌的应用图1所示的装置主要用来研究液态食品，特别是果汁、果酒等热敏食品的杀菌。研究中，电场强度多选用10～30kV/era，频率多选用5～60Hz(J．G．David，2009)，处理温度在低于50℃时的杀菌效果不显著(K．Uemura，2002)。用满足上述条件的交流高电场处理苹果汁和苹果酒(J．G．David，2004，2008)，能使大肠杆菌(E．coli)的数量降低4～5个对数值(初始茵数为6～7 lg cfu/mL)。同电脉冲杀菌一样，高场强杀菌的目前最大问题是杀菌不彻底，这也是该技术今后必须解决的关键问题2。

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 mL/min、电场强度为10 kV/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3。