高强脉冲电场对维生素C的影响研究

采用自行研制的高强脉冲电场处理设备研究了脉冲场强、流速和电导率对橙汁中维生素C含量的影响情况。结果表明:304μs/cm电导率的橙汁中Vc(维生素C)的含量随着流速的降低而降低,25kV/cm场强下,流速为10mL/min,Vc降到76.47%;Vc含量随着脉冲场强和电导率的增大而减小,25kV/cm场强下,流速为20mL/min,1054μs/cm电导率的橙汁中Vc降到最低:47.60%,橙汁温度上升到最高:68.5℃。

高强脉冲电场处理对木瓜蛋白酶的影响

用高强脉冲电场处理木瓜蛋白酶,研究了电场强度、脉冲数目、温度、剪切效应等因素对酶活性的影响。结果表明:高强脉冲电场可致木瓜蛋白酶失活,且失活率与电场强度和脉冲数目呈正比。还原剂、温度和不同流速产生的剪切效应对酶活的影响很小。由此推论酶的失活并非活性部位半胱氨酸的氧化、电化学反应等外部因素引起而是酶的结构或活性部位的构象等内部因素在脉冲电场作用下变化的结果。

高强脉冲电场对过氧化物酶的影响

本文采用高强脉冲电场对过氧化物酶进行处理。研究了电场强度,脉冲数目和频率等因素对酶活性的影响,并与热处理过氧化物酶进行对比。结果表明:高强脉冲电场可引起过氧化物酶的活性变化。且失活率与电场强度和脉冲数目成正比。频率对活性的影响不明显。

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。

高强脉冲电场作用下水中溶解氧的变化反应

为研究高强脉冲电场(PEF)食品加工技术,以不同pH值水溶液为处理对象,研究了不同场强脉冲电场处理对其溶解氧、pH值及电导率的影响。实验结果表明:PEF作用下水会轻微电解从而导致溶解氧微量增加。中性环境中φ(O2)增加2.72 mg/L;酸性(pH=4.0)环境中,由于提供了更多的离子H+与氧气发生进一步的反应生成H2O2等活性成分,消耗了一定的氧气,φ(O2)只增加了2.21 mg/L;碱性(pH=10.0)环境中因Cl-与OH-在阳极竞争放电,OH-阳极放电生成氧气不如中性以及酸性环境强烈,φ(O2)增加不多,增幅为1.75 mg/L。pH值以及电导率的变化不大。

高强脉冲电场强化甘氨酸铜螯合反应

通过考察甘氨酸和硫酸铜在不同条件下的螯合反应程度,研究了高压脉冲电场(PEF)对甘氨酸和硫酸铜的螯合反应的影响,并初步探索脉冲电场对螯合反应的影响机理。结果表明:未加PEF时,最佳的螯合条件是螯合比2∶1,pH 7.0,温度50℃;当施加20 kV/cm以上的PEF时,相同时间内甘氨酸铜的生成量显著增大,用40kV/cm PEF处理50 min后,甘氨酸铜的产量较未处理样提高了89%。红外光谱分析结果表明经PEF处理生成的甘氨酸铜产物更为稳定。因此,PEF是一种有效提高螯合反应效率的手段。

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℃。

高强脉冲电场处理对脱脂乳游离氨基酸和乳糖的影响研究

研究了高强脉冲电场处理对脱脂牛乳中游离氨基酸和乳糖含量的影响,结果表明:经电场处理后牛乳中游离氨基酸含量有所增加,且处理时间越长增加越多,而经电场处理后牛乳中的乳糖含量几乎不受影响。

高强脉冲电场与臭氧联用降解壳聚糖

利用臭氧的强氧化性和电场的高能量降解大分子壳聚糖为壳寡糖。在乙酸均相体系中，高强脉冲电场与臭氧联用处理壳聚糖30min时，壳聚糖的降解率达到98．5％。设计了脉冲电场、臭氧单独处理和电场与臭氧联用处理3种实验方案，结果表明：电场与臭氧联用的处理效率要高于分别处理效率，电场与臭氧联用具有协同作用。经红外光谱分析，降解产物与原料壳聚糖结构基本一致。

高强脉冲电场对牛乳的灭菌效果研究

采用高强脉冲电场对牛乳进行了灭菌效果研究.发现增大电场强度,能增加电场对接种在无菌脱脂乳中大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及酵母菌三种菌的灭菌效果,并且灭菌前后温度升高不超过32℃.相同作用条件下,脱脂乳中的大肠杆菌较全脂乳中大肠杆菌灭菌效果好.在电场强度为25～35kV/cm时,高强脉冲电场对鲜乳的灭菌达到国家食品卫生标准要求,且优于巴氏灭菌效果.

强脉冲电场对细胞膜通透性及其DNA的影响

为探讨脉冲电场(PEF)致死微生物的机理,研究了不同场强与处理时间对悬浮在温度为30°C,电导率σ为340μS/cm的NaCl溶液中大肠杆菌的灭菌效果。紫外分光光度计分析PEF处理前后核酸与蛋白质的溢出情况的结果显示,电场强度为30 kV/cm,处理时间266 ms时,大肠杆菌全部杀灭。经PEF处理后的大肠杆菌液中的核酸与蛋白质相对于未处理的大肠杆菌液有明显提高,说明用PEF处理提高了细胞膜的通透性。采用ERIC-PCR技术比较脉冲电场处理前后大肠杆菌的DNA指纹图谱变化的结果表明:强PEF(场强≥20kV/cm)导致大肠杆菌的DNA链损伤与降解,在指纹图谱上表现为DNA大分子条带的缺失与小分子量条带的增加。

FTIR分析脉冲电场和热处理后的大豆分离蛋白结构变化

采用自行研制的脉冲电场设备,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)比较研究了脉冲电场(PEF)和热处理对大豆分离蛋白(SPI)分子结构的影响。结果表明:50 kV.cm-1的脉冲场强处理引起SPI分子内和分子间氢键增强,分子中C—O—O糖苷键伸缩振动和P O,P—O—C伸缩振动增强,且其增加值与PEF处理时间呈正相关。研究发现较短时间(1 600μs)PEF处理导致了SPI分子结构中α-螺旋和β-折叠分别减少了5.9%和0.7%,β-转角和侧链结构分别增加了7.5%和9.6%;处理时间延长至2 400μs,其α-螺旋和β-折叠减少量增至6.0%和5.6%。对比而言,热处理对SPI分子结构中C—O—O糖苷键伸缩振动和P O,P—O—C伸缩振动的影响程度较大,而对蛋白质二级结构影响程度较小:90℃热处理30 min,α-螺旋和β-折叠分别减小5.1%和6.6%,β-转角结构增加19.1%。由此可以认为PEF和热处理对SPI的影响机理是不一样的。

Raman光谱分析脉冲电场对大豆分离蛋白的影响

采用自行研制的高强脉冲电场设备,利用拉曼光谱分析脉冲电场对大豆分离蛋白微观结构的影响。结果表明,在50 kV.cm-1的高强脉冲场强下,PEF诱导2 886 cm-1附近峰明显消失,脂肪族侧链C—H伸缩振动微环境极性和色氨酸残基微环境极性不断增强;诱使C—H平面弯曲振动、C—N伸缩振动,以及天冬氨酸和谷氨酸中的C O伸缩振动减弱;诱导酰胺键C O伸缩振动和N—H摇摆振动增强。同时发现酪氨酸被包埋程度随着脉冲时间的延长而先增加后减小,在脉冲处理时间为1 600μs时,酪氨酸包埋程度最大。

脉冲电场对荔枝汁中酿酒酵母的杀灭效果

研究不同电场强度和处理时间的脉冲电场(PEF)对荔枝汁中酿酒酵母菌的杀灭效果,并探讨能量输入对酿酒酵母杀灭效果的影响。结果显示:电场强度的增大和处理时间的延长均能增大酿酒酵母的菌数减少指数;对不同生长时期酿酒酵母进行杀菌,表明荔枝汁中处于4个不同生长时期的酿酒酵母对电场敏感度不同,由强到弱依次为稳定期>对数期>衰亡期>调整期。PEF对酿酒酵母的灭菌效果随着电场能量输入的增加而增强。

脉冲电场对大豆分离蛋白溶液表面性质的影响

为了探讨高强脉冲电场（PEF）对大豆分离蛋白（SPI）溶液分散体系稳定性的影响，研究了高强脉冲电场对大豆分离蛋白溶液ξ电位、氨基酸种类和表面张力的影响．结果表明：随着脉冲场强的不断增强，10mg／L及20mg／L的SPI溶液的ξ电位绝对值呈现先增大后减小的趋势，前者的ξ电位值在场强为10kV／cm时为-27．60mV（其绝对值达到最大），后者的则在场强为20kV／cm时为-32．57mV（其绝对值达到最大），此规律与SPI溶液中带负电荷氨基酸与带正电荷氨基酸的差值的变化规律基本一致；SPI溶液的表面张力随着脉冲场强的增强先增加，而后经历一个相对稳定的阶段，在较高场强下（25～35kV／cm）又有所降低．这说明脉冲电场处理对SPI溶液的作用机理在于：高强脉冲电场处理影响了氨基酸的极性和电负性，进而影响了蛋白质分子间的相互作用，从而影响到ξ电位和溶液稳定性．

脉冲电场和pH值协同作用对卵白蛋白微观结构的影响

采用自行研制的高强脉冲电场设备,利用远紫外圆二色光谱研究脉冲电场对卵白蛋白二级结构的影响。结果表明:多循环脉冲电场处理(26.7kV/cm)可导致卵白蛋白二级结构展开,当实验体系pH值分别为3、7和12时,4次循环(脉冲时间192μs)脉冲电场作用诱使卵白蛋白α-螺旋结构展开度分别为25.43%、23.99%和42.20%,β-折叠结构展开度分别为26.20%、15.99%和38.53%。

脉冲电场非热灭菌技术及设备

项目提供单位：华南理工大学。项目特点和技术指标脉冲电场非热灭菌技术采用高强脉冲电场将液态食品中的微生物杀灭，其作用机理不在于处理过程中产生的欧姆热，而在于瞬间的电冲击和电场诱导下细胞膜两侧产生的不可逆穿孔极化。该项目拥有授权发明专利2项，专著1本。

冷杀菌技术及其在果汁生产中的应用

冷杀菌作为一种新型杀菌技术 ,正逐渐在食品工业中得到应用。对超高压杀菌、辐照杀菌、高强脉冲电场杀菌等冷杀菌技术的原理、优点作了说明 ,并对其在果汁生产中的应用进行了讨论。

冷杀菌技术在果汁饮料生产中的应用研究

食品冷杀菌技术是一类不用热能杀死微生物,不影响食品营养、质构、色泽和风味的新兴杀菌技术。阐述了其中的超高压杀菌、辐照杀菌和高强脉冲电场杀菌的基本原理和优点,讨论了其在果汁生产中的应用,并举例说明了冷杀菌技术存在的不足。