[科普中国]-静电熏制

静电熏制的原理

静电熏制的原理是使离子化的气体在电场内移动，传递物质的散体微粒（尘埃、熏烟等）。这样带点粒子再受电场作用，从一级向另一极进行定向移动，从而达到加工所需目的。

静电熏制的应用国外有两位工程师曾设计了一种用静电的方法来熏制鱼肉的工厂。静电熏制过程是这样的:先将鱼肉烤干，以便减少鱼肉里面的水分含量，并用烟微粒的静电沉淀来熏它们。熏制用的烟沿着管道走过时，在高压静电场的作用下充电。充电的烟微粒，很快就沉到鱼肉食品的表面，并部分地被它们所吸收。静电熏制的全部过程，只需2~5分钟；而目前所用的烟熏鱼肉制品的时间，却需数小时甚至几天1。

高压静电场可以杀菌、干燥脱水、赋予食品熏制风味等。

静电场通常将相对于观察者静止的电荷所激发的电场称为静电场，产生静电场的电荷称为静电荷。事实上，绝对静止的电荷是不存在的，电荷总是从高电位向低电位移动，电荷移动的速率有所不同。这样，在带电体的周围，既存在着电场，又存在着由于电荷移动产生的磁场。当电场效应远大于磁场效应时，磁场效应可忽略不计，此时静电是主要的物理现象。因此，在现代静电技术中，静电是相对于流电而言的，它是一种处于相对稳定、或移动极为缓慢的电。本文所说的静电技术，是指由静电电源产生的静电场作用于食品和农产品上，对某些加工工艺进行调控，以达到与传统加工方法一样的效果。静电电源输出的电场通常是平行板高压静电场、电晕电场、脉动高压静电场等。

目前，将现代静电技术应用于食品和农产品加工已取得了很大的进展，这些技术的应用为传统的食品和农产品加工带来一场革命，也产生了可观的经济效益。现代静电技术在食品和农产品加工中的应用十分广泛。

现代静电技术应用于食品和农产品加工的优点是，能最大限度地保持食品或农产品的营养成分，不会对他们本身带来不必要的污染，同时，高压静电场处理设备在运行的过程中，耗电少，尽管初次投入成本不低，但一次投入可长期使用。从环保的角度来说，现代静电技术是一项绿色加工技术。

静电技术在食品加工方面应用静电技术在酿造品加工中的应用人们的日常生活离不开发酵食品，但是传统的发酵食品加工和生产工艺简单、周期长，造成资金不能快速周转，直接影响经济效益。为此，采用现代静电技术对某些发酵食品加工进行静电处理，以达到与传统工艺一样的效果。目前，现代静电技术应用于食品和农产品加工的方面很多。

静电技术对酒和醋进行人工老熟酒和醋的老熟也称为后熟，或陈酿。刚生产出来的新酒和新醋，通常具有刺激性大，不够醇和、不够绵柔等特点。因此，生产工艺中都规定一定时间的陈酿贮存期。为了缩短贮存周期，利用现代静电技术，对新酒和新醋进行人工老熟。

静电技术用于农产品保鲜随着人们生活水平的提高，人们对新鲜果蔬及其他农副产品质量的要求越来越高。常用的保鲜技术主要有低温冷冻保鲜、辐射保鲜、化学保鲜、涂膜和气调保鲜、减压保鲜等方法。这些不同的保鲜方法，在以往的使用过程中，表现出了各自的不足，而高压静电场保鲜从理论上排除了这些不足。由于静电保鲜技术具有设备简单、成本低廉、能耗少及保鲜效果好等优点，有着极好的发展前景2。

高压静电场保鲜是一种无污染的物理保鲜方法，其保鲜机理是利用高电压静电电离空气，使之产生离子雾和一定量的臭氧，其中的负离子具有抑制果蔬新陈代谢、降低其呼吸强度、减慢酶的活性等作用；而臭氧是一种强氧化剂，除具有杀菌能力外，还能与乙烯、乙醇和乙醛等发生反应，间接对果蔬起到保鲜作用。

静电场生物学效应早在18世纪中叶就有发现，但它真正得到科学界的重视，并进行系统而深入的研究还是从上世纪80年代开始。最近研究表明，生物体内酶、核酸等的活性和生物膜的功能不仅与环境水的量有关，而且与水的状态有很大关系。在日本，有人利用电磁场使水产生共鸣,使生物膜功能改变，从而达到促进或抑制生物体生理活动的目的。1992年，在美国出版的论文集《ElectromagneticalFieldandBiomembrane》中，有电磁场对植物中水结构的作用，使生物体活动得到抑制的试验结果。这为将电磁场应用于果蔬保鲜提供了依据。许多学者认为，外部电场作用的机理是由于改变了细胞原生质膜的跨膜电位。在20世纪80年代，一些生物学家证实了细胞膜离子通道的特异性变化与细胞所处的电磁环境有关。这表明，从电场改变生物膜电位而导致酶的活性改变这一角度进行果蔬保鲜是可行的。近年来，我国有关静电保鲜的研究进展很快，处理的品种与涉及单位较多。李里特等更进一步，根据电磁场微能源在生物体内积蓄效应，结合果蔬贮藏生理学、生物化学和细胞生理学等学科，提出了对农产品实行新型节能贮藏与加工的新思路。通过对番茄、黄瓜、豇豆等大量的高压静电场保鲜实验表明：高压静电场具有使果蔬的贮藏期延长的作用。对于番茄，经过高压静电场保鲜技术处理后，大大延长了贮藏期，并且不同组织的细胞跨膜电位差均有不同程度的降低。此结果进一步证实了，从高压静电场改变果蔬细胞膜电位的角度来解释高压静电场对果蔬的保鲜效果是合理的，高压静电场保鲜技术是可行的。