一、什么是高壓脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)及其作用機理

　　高壓脈沖電場(chǎng)技術(shù)(High-pulsedelectricfield，簡(jiǎn)稱(chēng)PEF)是將待滅菌液態(tài)奶采用泵送等方式，流經(jīng)設置有高強脈沖電場(chǎng)的處理器，給予高壓電脈沖，形成脈沖電場(chǎng)，微生物在極短時(shí)間內受強電場(chǎng)力作用后，細胞結構破壞，菌體死亡。

　　高壓脈沖電場(chǎng)技術(shù)與熱力殺菌相比，具有顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn):處理溫度低，可以在常溫下或更低的溫度下進(jìn)行殺菌；殺菌時(shí)間非常短，不足1秒鐘，通常是幾十微秒便可以完成；節省能源，不需要加熱，不會(huì )污染環(huán)境；對產(chǎn)品的色、香、味和營(yíng)養成分沒(méi)有破壞，能保持產(chǎn)品的新鮮度。美國、德國、荷蘭、日本等國已對PEF技術(shù)的基礎和應用進(jìn)行了多年的研究，有些實(shí)驗已進(jìn)入中試階段，而我國在相關(guān)領(lǐng)域的研究還處于起步階段。

　　關(guān)于高壓脈沖電場(chǎng)殺菌的機理，目前學(xué)術(shù)界有多種假說(shuō)，尚無(wú)明確定論。主要有細胞膜穿孔效應、電磁機制模型、粘彈極性形成模型，電解產(chǎn)物效應、臭氧效應等，大多數學(xué)者傾向于認同電磁場(chǎng)對細胞膜的影響，學(xué)術(shù)界也以此為基礎對抑菌動(dòng)力學(xué)進(jìn)行探索[1]。

二、影響高壓脈沖殺菌效果的主要因素

　　高壓脈沖電場(chǎng)殺菌是在一定溫度、時(shí)間作用下，在高壓下形成的脈沖電場(chǎng)對滅菌試樣進(jìn)行作用的一種殺菌技術(shù)。所以，影響其殺菌效果的主要因素為時(shí)間、溫度、電場(chǎng)強度，脈沖波形以及滅菌物料本身的指標。

　　電場(chǎng)強度是影響微生物殺滅效果zui主要的因素之一。當電場(chǎng)強度高于臨界電場(chǎng)強度(微生物剛開(kāi)始失活時(shí)的電場(chǎng)強度)，隨著(zhù)電場(chǎng)強度的增加，脈沖殺菌效果增強[2]。

　　處理時(shí)間一般取決于脈沖數和脈寬。隨著(zhù)脈沖處理時(shí)間的延長(cháng)，微生物的殺滅效果逐漸明顯[3]。

　　處理溫度對PEF的處理效果也有影響。當PEF電場(chǎng)強度持續作用，食品的溫度升高，微生物殺滅效果增強。

三、高壓脈沖電場(chǎng)對牛乳品質(zhì)的影響

　　自罐藏技術(shù)和巴氏殺菌技術(shù)發(fā)明以來(lái)，熱力殺菌技術(shù)己在食品工業(yè)中得到了廣泛應用，通過(guò)對熱力殺菌技術(shù)的不斷研究，先后開(kāi)發(fā)了高溫短時(shí)、超高溫、微波殺菌、歐姆加熱等熱力殺菌技術(shù)。這些技術(shù)廣泛應用于液體奶的殺菌，提高了乳制品的質(zhì)量，延長(cháng)了貨架期。但熱力殺菌技術(shù)也存在一些難以克服的問(wèn)題，若加熱殺菌的溫度較低,則會(huì )因殺菌不足而導致產(chǎn)品的腐拜變質(zhì)；若加熱殺菌的溫度過(guò)高，則會(huì )使乳制品中的營(yíng)養成分受到破壞，風(fēng)味劣變、產(chǎn)生熱臭，對乳制品的營(yíng)養價(jià)值及滋味、風(fēng)味產(chǎn)生一些副作用。熱處理在加熱過(guò)程中也會(huì )發(fā)生風(fēng)味的變化，主要會(huì )產(chǎn)生蒸煮味。熱處理程度不同，產(chǎn)生的加熱異味類(lèi)型也有所差異，低溫巴氏殺菌牛乳基本不產(chǎn)生異味，高溫處理后則會(huì )產(chǎn)生可能氧化成易揮發(fā)的硫化氫，它是剛加熱過(guò)的牛乳的特征性味道。

　　高壓脈沖電場(chǎng)殺菌可以zui大限度的，保留乳制品原有的風(fēng)味和營(yíng)養，因此成為當前新技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。據有關(guān)研究資料表明，在保證殺菌效果的前提下，使用該項技術(shù)乳制品的感官色澤，營(yíng)養價(jià)值等理化指標均為遭到破壞。

四、高壓脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)難點(diǎn)

　　高壓脈沖電場(chǎng)關(guān)鍵性技術(shù)主要包括脈沖發(fā)生系統及處理室兩部分，這兩部分歷來(lái)是國內外學(xué)者研究的重點(diǎn)。其中發(fā)生系統由于造價(jià)高，令很多科研機構望而卻步，而處理室電場(chǎng)分布也是制約高壓脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)的一大瓶頸。

　　高強度脈沖電場(chǎng)應用于液態(tài)食品的殺菌是可行的、有效的。這種常溫下非加熱殺菌的新方法，能在迅速殺滅有害微生物的同時(shí)，充分保持食品的外觀(guān)及營(yíng)養價(jià)值。且殺菌前后食品的物理、化學(xué)性質(zhì)均無(wú)明顯變化。在實(shí)際運用該技術(shù)時(shí)，場(chǎng)強大小、殺菌時(shí)間、食品的酸堿度、對象菌的種類(lèi)等因素應綜合考慮，以確定*殺菌方案，獲得*殺菌效果。目前該技術(shù)在上正處于實(shí)驗室研究與發(fā)展階段，尚未進(jìn)入工業(yè)化應用。該技術(shù)進(jìn)一步成熟后，很有可能彌補或取代傳統的殺菌方法，給液態(tài)食品的殺菌工藝帶來(lái)一場(chǎng)變革[6]。

　　但高強度脈沖電場(chǎng)殺菌也有其局限性，根據現有的研究數據，高強度脈沖電場(chǎng)目前只在液態(tài)乳保鮮方面有其明顯的優(yōu)勢。乳制品的加工形態(tài)除液態(tài)外，有很多固態(tài)或乳粉形態(tài)的應用。所以，針對乳制品的保鮮在做好殺菌的同時(shí)，選擇合適的阻隔性能的包裝也是非常重要的。如何判定一款包裝阻隔性能的優(yōu)劣，主要可以從水蒸氣阻隔性、氣體阻隔性去分析和判定，也不能忽視包裝材料的厚度均勻性對包裝整體阻隔性的影響。另外，至關(guān)重要的一點(diǎn)是，我國已于2017 年 3 月 1 日，正式實(shí)施標準《GB 31604.8-2016 食品安全國家標準 食品接觸材料及制品 總遷移量的測定》。未來(lái)對食品接觸材料及制品遷移量的檢測將更嚴格、更規范。目前，Labthink包裝安全檢測中心CNAS實(shí)驗室利用其自主研發(fā)的C830遷移量及不揮發(fā)物測試儀積累了大量的包裝材料遷移量測試數據，歡迎加號詳細溝通了解。乳制品企業(yè)在確保內容物品質(zhì)的同時(shí)，也應加強對包裝的質(zhì)量控制。