內容簡介
近年來，隨著人們對方便、營養和保健食品提出越來越高的要求，許多傳統的食品加工方法受到了新興技術強有力的挑戰。就滅菌領域而言，傳統的滅菌方法為熱滅菌。眾所周知，熱處理對食品的營養、風味和色澤等外觀品質方面有較大損害，還會造成加工過程中的一些問題。以牛奶滅菌為例，現在企業普遍采用的是超高溫瞬時滅菌，即在137℃對牛奶進行3s左右的高溫滅菌，這樣處理後的牛奶有明顯的高溫焦味，色澤變黃，天然奶香減少，有蛋白質變性沉澱（後續的均質工序可掩蓋這種影響），為嚴重的是高溫處理牛奶會導致大量變性蛋白質凝結在管道上，導致管道堵塞，清洗極為不便。此外，紫外線滅菌在表面和空氣消毒方面廣泛應用；化學消毒劑主要用於對器皿和環境進行消毒，不能直接應用到食品上。因此，尋求低溫高效實用的滅菌方法成為廣大相關企業的共同心聲。近年來，隨著人們對方便、營養和保健食品提出越來越高的要求，許多傳統的食品加工方法受到了新興技術強有力的挑戰。就滅菌領域而言，傳統的滅菌方法為熱滅菌。眾所周知，熱處理對食品的營養、風味和色澤等外觀品質方面有較大損害，還會造成加工過程中的一些問題。以牛奶滅菌為例，現在企業普遍采用的是超高溫瞬時滅菌，即在137℃對牛奶進行3s左右的高溫滅菌，這樣處理後的牛奶有明顯的高溫焦味，色澤變黃，天然奶香減少，有蛋白質變性沉澱（後續的均質工序可掩蓋這種影響），為嚴重的是高溫處理牛奶會導致大量變性蛋白質凝結在管道上，導致管道堵塞，清洗極為不便。此外，紫外線滅菌在表面和空氣消毒方面廣泛應用；化學消毒劑主要用於對器皿和環境進行消毒，不能直接應用到食品上。因此，尋求低溫高效實用的滅菌方法成為廣大相關企業的共同心聲。
非熱滅菌技術又稱冷滅菌技術，就是不以熱致死為主要機理的滅菌方法，現在已經比較成熟的有輻照和高靜壓處理技術等。輻照技術被大量使用在固態和已包裝食品的滅菌，其效果非常好，很多出口食品采用該技術。高靜壓技術目前隻適用於小規模的間歇操作，其滅菌效果也已得到業界認可，一些高附加值的保健食品采用該技術滅菌。在眾多的非熱滅菌技術中，高強電場滅菌技術是一項很有潛力但目前並非十分完善的技術。其機理在於采用高電場強度的瞬間脈衝進行處理，高場強導致了微生物的致死，很短的脈衝持續時間保證了物料升溫很小和幾乎沒有電化學反應發生。但由於脈衝是直接作用在待處理的液態食品物料上，一般液態食品的電阻比較小，這相當於要在很小的負載上產生和施加很大的脈衝功率，這對脈衝源的功率放大繫統要求很高。處理量越大，電極接觸面積越大，對電源的要求越高。這就是國內外很多研究單位能研制出小試裝備，但在工業化面前望而卻步的原因。當然，除了脈衝電源部分，處理室的設計、電極沉積、物料中含有氣泡、物料冷卻以及處理過程中由於物料升溫而導致的電導率變化，從而影響高壓輸出等均是業界工程技術人員等必須直面解決的問題。
本課題組從10年前開始著手研究高強脈衝電場非熱滅菌技術。華南理工大學輕化工研究所(*直屬)歷來以物理場輔助處理手段為研究方向，涉及電、磁、超聲波和強光等物理方法。科研成果“超聲波起晶器”已在10多個國家近150家糖廠推廣使用，曾獲“國家科技進步二等獎”。其他成果如“高強電場酒類催陳裝備”也已在國內多家大型葡萄酒廠工業化應用，頗具影響力。本人於1994年開始以《高壓電場對微生物和酶的影響及作用機理研究》為題進行碩士論文研究，後又以相關課題進行博士論文研究，到目前為止本單位已先後有3名博士、5名碩士完成相關課題研究。這些年來，本課題組查閱、翻譯、整理了大量的外文文獻，已整理在冊的直接參考文獻有150篇左右，課題組多年來堅持每個月1～2次的相互學習交流，向其他成員介紹所查閱的文獻及心得，因而幾年下來，本團隊在關於脈衝電場非熱滅菌技術方面有了比較深刻的認識和了解。
非熱滅菌技術又稱冷滅菌技術，就是不以熱致死為主要機理的滅菌方法，現在已經比較成熟的有輻照和高靜壓處理技術等。輻照技術被大量使用在固態和已包裝食品的滅菌，其效果非常好，很多出口食品采用該技術。高靜壓技術目前隻適用於小規模的間歇操作，其滅菌效果也已得到業界認可，一些高附加值的保健食品采用該技術滅菌。在眾多的非熱滅菌技術中，高強電場滅菌技術是一項很有潛力但目前並非十分完善的技術。其機理在於采用高電場強度的瞬間脈衝進行處理，高場強導致了微生物的致死，很短的脈衝持續時間保證了物料升溫很小和幾乎沒有電化學反應發生。但由於脈衝是直接作用在待處理的液態食品物料上，一般液態食品的電阻比較小，這相當於要在很小的負載上產生和施加很大的脈衝功率，這對脈衝源的功率放大繫統要求很高。處理量越大，電極接觸面積越大，對電源的要求越高。這就是國內外很多研究單位能研制出小試裝備，但在工業化面前望而卻步的原因。當然，除了脈衝電源部分，處理室的設計、電極沉積、物料中含有氣泡、物料冷卻以及處理過程中由於物料升溫而導致的電導率變化，從而影響高壓輸出等均是業界工程技術人員等必須直面解決的問題。
本課題組從10年前開始著手研究高強脈衝電場非熱滅菌技術。華南理工大學輕化工研究所(*直屬)歷來以物理場輔助處理手段為研究方向，涉及電、磁、超聲波和強光等物理方法。科研成果“超聲波起晶器”已在10多個國家近150家糖廠推廣使用，曾獲“國家科技進步二等獎”。其他成果如“高強電場酒類催陳裝備”也已在國內多家大型葡萄酒廠工業化應用，頗具影響力。本人於1994年開始以《高壓電場對微生物和酶的影響及作用機理研究》為題進行碩士論文研究，後又以相關課題進行博士論文研究，到目前為止本單位已先後有3名博士、5名碩士完成相關課題研究。這些年來，本課題組查閱、翻譯、整理了大量的外文文獻，已整理在冊的直接參考文獻有150篇左右，課題組多年來堅持每個月1～2次的相互學習交流，向其他成員介紹所查閱的文獻及心得，因而幾年下來，本團隊在關於脈衝電場非熱滅菌技術方面有了比較深刻的認識和了解。
