高壓脈衝電場(電場技術)

高壓脈衝電場，是近年來液態食品非熱處理領域研究的熱點之一,。指使用高壓電場用食品殺菌處理。

基本介紹

高壓脈衝電場是近年來液態食品非熱處理領域研究的熱點之一,但國內外對其的研究僅局限在殺菌方面,而其對食品組分的影響尤其是對食品中脂質的影響還（略）論文研究了PEF對食品中各種脂肪酸的影響,尤其對油酸（略）擬體系氧化的影響. 首先,研究了PEF處理對油酸理化性質的影響及PEF處理過的油酸在貯藏過程中理化性質的變化.PEF處理過的油酸在貯藏過程中其折光係數、色澤等變化不大;PEF處理對油酸的酸價無顯著影響;油酸的過（略）EF處理強度和貯藏時間的增加顯著增大;表征二次氧化產物多少的羰基價在PEF處理後的一周內變化不大,但隨後迅速升高;PEF處理過的油酸碘價在貯藏2 d（略）. 其次,研究了PEF處理對NaCl水溶液的電解程度及活性氧的影響.PEF作用下水會輕微電解,誘使NaCl水溶液中產生活性氯,且隨場強增大活性氯濃度增大;PEF處理NaCl水溶液還會發生電化學反應,生成氧化性強的H2O2、閎森木門、超氧陰離子自由基等活性氧. 第三,研究了PEF處理對油酸和含油酸的乳狀液（略）性氧化產物的影響以及產生的自由基種類的鑑定,並就PEF處理誘使油酸發生氧化的機...

對食物的研究

高壓脈衝電場對食物的研究

非熱食品處理技術因為能最大限度地保持食品的天然風味，正受到越來越多的關注，其中最具有發展前景的脈衝電場處理技術更是近年來的研究熱點之一。本文首先根據國內外在PEF發生系統及處理室的一些設計理論和成果，提出了實驗室中OSU-4L處理裝置中處理室存在電場不均的問題，此問題限制了殺菌系統工業化進程。針對這一存在的問題，根據處理室的設計要求及發生系統的參數研製了靜態平板式和動態同軸式兩種不同的處理室:接著利用ANSYS輔助分析軟體對設計的處理室模型進行了流體及電場等相關模擬；最後利用研製出的處理室與OSU-4L處理裝置的發生系統相結合，對接種大腸桿菌的液蛋(Liquid Whole Egg， LWE)進行殺菌實驗(原樣品中的菌體濃度為107～108cfu/ml)。結果表明: @@ 1、隨著電場強度的增加，PEF殺菌系統對大腸桿菌的殺滅效果越來越明顯。從而論證了殺菌率與電場強度成正比。 @@ 2、利用靜態平板式處理室對液蛋進行殺菌實驗:脈衝電場頻率為10Hz、處理時間為400μs，當電場強度從20kV/cm到40kV/cm時，大腸桿菌最大下降了約5.21個對數級。由此可知:PEF裝置對大腸桿菌的殺菌效果明顯，說明設計的靜態處理室是可行的，可以進行殺菌鈍酶等相關機理研究。 @@ 3、利用動態同軸式處理室對液蛋進行殺菌實驗:脈衝電場頻率為10Hz、處理時間為400μs，當電場強度從20kV/cm到40kV/cm時，大腸桿菌最大下降了約4.8個對數級。由此可知，PEF裝置對大腸桿菌的殺菌效果明顯，說明設計的動態同軸式處理室是可行的，可以進行殺菌鈍酶等相關機理研究。 @@ 4、在同一系統參數條件下(電場強度為40kV/cm，處理時間為400μs)對液蛋進行殺菌實驗。平板式、同軸式和同場式中總菌數分別降低了約5.21，4.8和2.1個對數值。結果表明:靜態平板式處理室殺菌效果最好，同軸式處理室次之，同場式處理室殺菌效果較差。 @@ 本文主要貢獻在於提出了OSU-4L處理裝置中處理室存在電場不均的問題，設計了靜態平板式和動態同軸式兩種不同的處理室，通過實驗驗證了設計的處理室用於液蛋殺菌的可行性，並對設計的處理室與OSU-4L處理裝置中處理室進行殺菌效果比較，結果證明靜態平板式處理室殺菌效果最好，同場式處理室殺菌效果最差。 @@ 本課題來源於無錫江南大學食品科學與技術國家重點實驗室“十一五”國家科技支撐計畫重大項目“食品冷加工與高效分離技術項目”(2006BAD05A02)基金項目

破乳實驗裝置

利用搭建的試驗裝置

利用搭建的破乳實驗裝置，以實驗為基礎研究高頻脈衝-離心場聯合作用下乳狀液聚結規律。 通過高頻脈衝-離心場作用下油水乳狀液的室內小型動態實驗，得到了影響油水乳狀液分離效率的主要電參數和脫水裝置的流動參數，並為實驗裝置結構進行最佳化提供指導。通過與不施加高頻脈衝電場進行的脫水率對比實驗，高頻脈衝-離心場聯合破乳技術能夠更高效的、更節能的完成脫水過程。 套用最佳化後的參數搭建工業化連續破乳實驗裝置，進行高頻脈衝電場-離心場聯合破乳工業化模擬實驗。以白油乳狀液為研究對象，在大量實驗的基礎上，研究了不同電場強度、脈衝頻率、脈衝寬度等電場條件以及流量、溫度、油水體積比等因素對破乳效果的影響，發現在聯合破乳裝置作用下乳狀液的破乳存在最佳電場強度、頻率、脈寬和流量，並細化研究了最佳破乳頻率的範圍，溫度對破乳效果影響比較顯著。 為了尋求高頻脈衝-離心場作用下乳狀液的聚結和沉降規律，進一步研究其脫水機理，本文套用計算流體力學當中的Fluent軟體對液相流離心場的流動物理參數進行了模擬計算，通過計算模擬不僅能夠直觀地深入了解油水在流場中的運動規律，對於高頻脈衝電場-離心場聯合破乳的理論研究具有一定的指導意義。

研究成就

高壓脈衝電場近幾年的成就

高壓脈衝電場是近年來研究較多的食品非熱處理技術之一，目前還未有衡量殺菌效果的統一指標，國內外也未見關於高壓脈衝電場與冷凍濃縮相結合的工藝報導。本文以大腸桿菌為研究對象探討了溫度、電導率以及脈寬對高壓脈衝電場殺菌效果的影響；在熱力殺菌F值理論的基礎上，引入高壓脈衝電場F值理論，以大腸桿菌O157：H7為目標菌，進行殺菌效果統一指標的探索，並將此理論套用於冷凍濃縮西瓜汁的殺菌處理；比較-18℃貯藏溫度下冷凍濃縮PEF處理西瓜汁、熱處理西瓜汁與西瓜原汁各理化指標的變化及感官評價；結果如下： 1.隨著溫度的升高，殺菌效果也有一定的增強，但不具有顯著性。電導率對殺菌效果影響不顯著，高電導率反而會使處理後樣液溫度升高，增加無效能耗。在研究電導率對殺菌效果影響的同時，本文還研究了溫度對電導率的影響，結果表明其影響是顯著的。隨著溫度的降低，牛奶電導率可降到0.48 ms/cm，且不同濃度對低溫狀態下的牛奶電導率影響不顯著。溫度對濃縮果汁的電導率影響很大，在低溫情況下，電導率<1 ms/cm。能夠通過控制溫度來控制濃縮果汁電導率的大小，以達到高壓脈衝電場殺菌條件。研究還表明流速為30 mL/min時，脈寬對大腸桿菌殺菌效果影響不顯著。 2.首次引入場強致死率LR=10(E-ER)/Z，建立高壓脈衝電場F值理論，用致死率曲線下的面積來描述致死性。以26.7 kV/cm為參考場強，其D26.7=136μs，Z(耐場強常數)=22.4 kV/cm，計算某一特定場強下理論致死時間。將其與實際致死時間比較，結論是二者相差不大，且實際時間要比理論時間稍長，符合實際情況。 3.將高壓脈衝電場F值理論計算出的理論操作參數套用於冷凍濃縮西瓜汁殺菌處理，結合冷凍濃縮技術實現了低溫下對西瓜汁的殺菌處理，其微生物指標達到國家標準。冷凍濃縮果汁處理獲得的電壓要明顯高於西瓜原汁，且電流遠遠小於西瓜原汁。從溫升角度來看，冷凍濃縮果汁也要優於西瓜原汁，溫升小，減少了能量耗散，得到更高的經濟效益。從貯藏期間各理化指標的比較發現，pH值，固形物含量變化不大，總糖含量也保持不變，而Vc含量都有降低。對不同處理方法得到的果汁進行感官評定，結果顯示冷凍濃縮+PEF處理的果汁更接近於原汁，而熱處理果汁評價結果會差一些。

種子是農業生產上最基本的生產資料,種子的活力影響到植物的整個生命過程.通過不同途徑保持和提高種子的生命力,不僅是一個值得探討的生物學問題,而且在農業生產中具有現實意義.隨著分子生物學和細（略）展,生物細胞的電磁特性及電磁效應（略）理因素特別是外界電磁場對生物體影響的研究越來越受到重視. 利用高壓脈衝電場(PEF)處理種子試驗條件可控性強,費用低,是一種簡便有效的提高種子活力的方法.本研究首次將PEF技術套用到蔬菜陳種子的萌發和植株生長上,研究了電場強度、處理時間（略）量對種子萌發的影響,以及PEF對於辣椒抗冷性和抗旱性的影響,並探討了PEF對其作用的機理.經過大量試驗研究可以得出,（略）理蔬菜陳種子可以提高陳種子中抗氧化酶的活性,降低種子膜的透性和膜脂的過氧化作用,促進陳種子的萌發.通過試驗建立了數學模型,得出最佳的參數組合,為PEF技術套用於蔬菜生產提供了理論和實踐的基礎.

分析程度

高壓脈衝電場分析程度

乳狀液是一種或幾種液體以液滴形式分散在另一種與之互不相溶的液體中構成具有相當穩定度的多相（略）狀液分為油包水(W/O)型和水包油(O/W)型. 隨著石油和化工工業的發展,日益增多的乳狀液需要進（略）破乳的方法有:加熱破乳、研磨破乳、潤濕聚結破乳、微波破乳、破乳劑破乳、膜法破乳、電場破乳等.針對這些破乳方法尤其是電破乳方法的不足,本課題提出了新型電極高壓脈衝電場破乳法. 本研究採用的新型電極由環氧樹脂/鈦酸鋇(EP/BT)複合材料覆蓋銅棒（略）狀液是煤油和水按1:1體積比混合,以Span80為乳化劑配製而成的W/O乳狀液.破乳電場由高壓脈衝電源提供,其電壓範圍為8~22kV,頻率為50Hz以下.試驗測定了複合材料的介電常數,並分析了電場特徵.（略）對破乳率的影響.研究結果表明:複合材料的介電常數隨其配比升高而升高,在67%附近達峰值.電極絕緣材料、外加電壓、破乳時間、氣溫對破乳率都有不同程度的影響,隨著電極複合材料配比的升高,破乳率上升,40%（略）0%反而有所下降;電壓是對破乳率影響最大的因素,隨著電壓升高,破乳率不斷上升,22kV時破乳效果最好;隨著破乳時間的增...

採用高壓脈衝電場(PEF)技術提取樺褐孔菌中

提取抗癌物質

利用高壓脈衝提取抗癌物質

的抗癌活性物質. 首先對PEF強化提取傳質的機理進行理論分析;研究PEF提取樺褐孔菌多糖的工藝,得到最佳工藝條（略）度30kV/cm,脈衝數6,液料比25mL/g,pH值1（略）條件下,樺褐孔菌多糖的純度為25.6%,多糖的提取率為49.8%;研究PEF提取樺褐孔菌中三萜化合物的工藝,得到最佳工藝條件為:電場強度50kV/cm、脈衝數10、液料比30mL/g、乙醇體積分數75%,在此工藝條件下,樺褐孔菌三萜化合物的提取率為11.8g/kg（略）溶於水的三萜化合物樺褐孔菌醇和白樺脂醇進行水溶性衍生化;最後,採用MTT法對樺褐孔菌提取成分的抗癌活性進行體外篩選.通過上述研究,為中藥的開發和利用奠定了基礎.