利用 BTX 电穿孔仪进行食品灭菌的应用

mayitao  /发布时间:1628616603 /浏览量:143   

1.食品杀菌技术

 

食品杀菌是食品加工过程中的一个非常重要的单元操作，通过杀菌可以钝化食品中的酶并杀死食品中存在的致病菌、腐败菌和产毒菌，以保证食品的安全性，延长食品的保藏期。

 

1.1食品杀菌技术的分类

 

食品杀菌技术可分为热力杀菌和非热力杀菌两大类。自罐藏技术和巴氏杀菌技术发明以来，热力杀菌技术已经在食品工业中广泛应用，此后又开发了高温短时、超高温、欧姆加热和微波杀菌等热力杀菌技术。这些技术的广泛应用显著提高了食品尤其是流体食品的货架期。

 

1.2高压脉冲电场杀菌（PEF）的优势

 

热力杀菌技术也存在一些难以克服的问题，对一些热敏性食品的色、香、味及营养成分等有很大破坏作用，食品失去原有的鲜活度，甚至还产生异味。

 

随着科技水平的不断提高，非热力杀菌技术用以保证食品的新鲜和质量受到食品行业的广泛重视。目前非热力杀菌技术主要有超高压杀菌、高压脉冲电场杀菌、紫外杀菌等。

 

高压脉冲电场杀菌（PEF）是一种全新的非热处理杀菌方法，其实质是利用高强度脉冲电场瞬时破坏微生物的细胞膜，使微生物死亡。由于高压脉冲杀菌是利用其高电位杀菌而非电流杀菌，因此整个杀菌过程具有温度低、杀菌时间短、效率高和能耗少等优点，能有效保持食品的新鲜度和营养成分，具有广阔的应用前景。

 

2.高压脉冲电场杀菌（PEF）的机理

 

目前，对PEF杀菌的许多研究表明，细胞膜不可逆破损时使细胞失活的直接原因。关于细胞膜破损的机制有很多理论假说，包括膜的介电击穿理论、电穿孔理论、不稳定理论、渗透不平衡理论等。其中，电崩解理论、电穿孔理论是得到普遍认同的提法。

 

2.1电崩解理论示意图

 

 

 

A．细胞膜电位差为V’m;B.外加电场矿远大于跨膜电位差V’m时，细胞膜受挤压变薄；C.细胞膜上的电位差达到临界崩解电位差时，细胞膜崩解并导致穿孔；D细胞膜大面积崩解

 

2.2电穿孔理论示意图

 

 

 

3.利用电穿孔仪进行食品灭菌

 

电穿孔仪是一系列可提供电脉冲的仪器。通过提供适宜的电场环境进行生物学上的转染转化实验。但是近年来，随着高压脉冲电场灭菌研究就的兴起，电穿孔仪则成为了研究灭菌非常方便实用的仪器。

 

东乐自然基因生命科学公司所代理的BTX电穿孔仪，通过搭配适合的电极小室完全可进行实验室级别的灭菌实验。

 

进行灭菌实验时需要提供2部分,其一是脉冲主机
 

 

 

其二是脉冲小室

 

影响食品灭菌的效果与多种因素相关，关键因素可分为脉冲电场工作参数、微生物特性、食品特性3大类。其中脉冲电场工作参数，例如：电场强度、处理时间、脉冲频率、脉冲波形等都是影响灭菌效果的关键因素。

 

这些参数都可以通过BTX脉冲主机前方的液晶显示屏方便的调节。
 

 

BTX公司是Harvard仪器旗下品牌，自1983年，BTX公司研制了世界上第一台电穿孔仪后，不断开拓创新，开发出了不同系类多种型号。对于脉冲波形的选择，BTX脉冲仪可提供2种脉冲波形，方波与指数衰减波。如图3.1所示。

                                                    

对于指数衰减波而言，低于最高电压36.8%的电压无杀菌作用，且能使食品的温度升高。方波脉冲比指数衰减波杀菌效果更好，对细菌有致命作用。由于搭配不同的电击小室更利于灭菌的研究，所以机型应带有可更换不同电极的功能。基于以上，可供选择的仪器型号建议为GeminiX2、ECM830。

 

4．BTX在杀菌上的应用

 

4.1牛奶杀菌的研究

 

 

电场强度是最主要的影响因素,场强越大,电场的杀菌效果越好其次是温度,温度越高效果越好,最后是脉冲数的影响,电场杀菌效果虽脉冲数的增加而增加,但增加幅度不大。

 

4.2桃汁杀菌的研究

 

高压脉冲电场对桃汁非热杀菌，其电场强度和杀菌温度是主要的影响因素，脉冲数对杀菌影响不显著。杀菌后的桃汁保持了原桃汁原有的营养和鲜味，高压脉冲电场非热杀菌不改变桃汁的物理、化学性质。

 

4.3石榴汁杀菌的研究

 

酵母菌和霉菌是石榴汁中最常见的有害微生物，它们可以在较低的PH值下生存。利用PEF处理石榴汁对色泽会有所影响，但小于热处理。

 

4.4黑莓汁杀菌的研究

 

脉冲电场对新鲜黑莓果汁的理化指标影响不大，基本保持了原有的色泽和风味，VC的损失也很小。

 

4.5绿茶饮料杀菌的研究

 

PEF对绿茶的杀菌具有非常明显的作用，能够使绿茶饮料达到检测无菌的水平，还可以保持其原有品质。

 

5.安全性

 

目前国内许多大学都有PEF方面的研究，如江南大学、中国农业大学、清华大学、华南理工大学等。大部分研究者使用的仪器是非常笨重的自制设备，进行高压电场的研究对实验及人员的安全性有严格的要求。

 

BTX机器本身带有专利的脉冲监控功能和预脉冲电阻测量功能。在通电之前将对整个电路的安全性进行评估，通过评估后才会施加高压电场，完全避免了电弧的产生。
 

 

这个安全性的设计是BTX独有的!真正做到实验人员及样品安全的双重保证！

 

东乐自然基因生命科学公司是BTX中国区总代理，总部位于北京，全国设上海、广州等8个办事处。

 

BTX用户遍布全国各个省市高校，专业的工程师及技术人员将为您提供全方位的技术保障。

 

预脉冲电阻测量

 

订单信息：

 

45-2006GeminiX2脉冲发生器

 

45-0052ECM830脉冲发生器

 

45-0109FlatpackChambers(腔式电极)电极间距1.83mm50个/包容量1.5ml

 

45-0110FlatpackChambers(腔式电极)电极间距0.56mm50个/包容量80μl

 

45-0207SafeStand(安全操作池)

 

欢迎广大实验室工作人员及经销商来电咨询！

 

网址：www.dlnaturegene.com

 

电话：010-62257793

 

技术支持：谭经理010-62257793-208hedy.tan@dlnaturegene.com

编辑：wch吴春晖

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