高压静电发酵在工业中的应用毕业论文.doc

期末考试（论文）题目：静电技术在食品与发酵工业中的应用32 / 32目录一 高压静电场在杀菌方面的应用二 高压静电场在干燥脱水方面的应用三 高压静电场在保鲜方面的应用四　高压静电场在发酵食品老熟中的应用五 高压静电场在食品解冻方面的应用 六 高压静电场在钝化酶活性方面的应用七　高压静电场在面包加工中的应用八 展望静电技术在食品与发酵工业中的应用摘 要：综述了利用静电技术的静电杀菌，静电干燥、静电保鲜、静电催熟，静电解冻等,同时对现代物理技术应用于发酵食品生产的综述实践证明现代物理技术是一种"绿色人工"的方法，它对于食品与发酵食品工业生产有着广泛的应用前景关 键 词：杀菌，干燥，保鲜，催熟，解冻等 近年来利用静电场处理对食品进行加工处理的研究和开发取得了很大的发展静电场处理随着高电压下离子化技术的发展得到了广泛的应用高压静电场对食品的加工可分为静电分离、静电熏制、静电干燥、静电保鲜、静电解冻等,它们的原理都是使离子化的气体在电场移动,传递物质的散体微粒 (尘埃、熏烟等) 这样的带电粒子再受电场作用,从一极向另一极进行定向移动,从而达到加工所需目的下文中将就静电技术对食品与发酵行业中的应用现状进行综述。

一 高压静电场在杀菌方面的应用在强电场的作用下,空气中存在的少量带电粒子与中性分子或原子不断发生碰撞电子与氧分子碰撞可产生臭氧,静电灭菌的主要原因就是臭氧的杀菌作用和活性氧的杀菌作用高压静电场处理，对于处理对象来说，能量利用效率高，杀菌作用和电场强度相关，采用高电压而消耗的能量不高，操作过程中消耗的能量少佰清等利用自制直流高压静电场装置对啤酒酵母进行杀菌实验研究研究表明, 在极板间距 3cm,电压3kV,处理时间为3min的条件下,啤酒酵母的致死率达到9911%并使用显微照相技术和电镜技术,初步分析了高压静电场下啤酒酵母的杀菌机理耀庭等用高压静电场对生酱油进行人工处理,可以有效地杀灭酱油中的细菌电源的场强分别为：E1(270kV/m)和E2(420kV/m)生酱油再分为10小组，在同一种电场的条件下，处理时间分别为6、12、24、48和96min加热灭菌处理组是在80℃的温度下，对生酱油加热15min实验结果表明, 高压静电场对生酱油进行人工处理，既可以达到酱油灭菌的卫生指标、保持酱油的营养成分,又可以增加酱油的香气,该方法优于加热处理法 　表1为不同灭菌处理方式下酱油有关理化指标表中“/”左右数据分别为E1、E2电场处理结果。

表1　酱油的理化指标对照处理方式静电处理组E1／E2加热灭菌处理组θ，80℃作用时间t/min061224489615全氮/g.(100mL)－11.401.38/1.361.38/1.341.32/1.311.30/1.281.27/1.281.09氨基酸态氮/g.(100mL)－10.850.84/0.820.80/0.800.79/0.760.77/0.730.75/0.730.71细菌总数/1×103(mL)－19087/854.5/4.453.4/2.02.0/1.81.9/1.7500总酸/g.(100mL)－11.291.29/1.341.31/1.361.40/1.471.52/1.531.54/1.541.10总酯/%1.701.70/1.701.75/1.791.75/1.811.80/1.811.82/1.831.54还原糖/%4.044.03/4.013.99/3.963.98/3.963.95/3.943.94/3.913.44色度/%2.502.50/2.502.58/2.602.63/2.672.66/2.672.66/2.682.81　　表2和表3分别为酱油的氨基酸含量和酱油的部分香气成分，其中0为对照组，1为E2处理24　min组；2为80℃ 15min加热处理组。

所有数据均为分析12次的平均值 表2　酱油的氨基酸质量浓度　　　g/100mL项　目012天门冬氨酸0.670.580.49蛋氨酸0.170.160.11谷氨酸0.700.640.58丙氨酸0.410.360.29氨酸0.330.280.20缬氨酸0.400.350.27亮氨酸0.520.440.38酪氨酸0.140.170.16异亮氨酸0.430.430.32羟脯氨酸0.640.580.58胱氨酸0.100.070.04苯丙氨酸0.440.460.34赖氨酸0.390.430.21甘氨酸0.360.330.28丝氨酸0.610.510.52精氨酸0.230.260.16组氨酸0.0500.0300.010脯氨酸0.420.330.30表3　酱油的香气成分　　　　mg/100mL项　目012乙醛0.240.1360.238乙缩醛0.1850.3050.274乙酸乙酯+甲醇3.414.353.30乙醇0.910.750.67异丁醇2.642.172.56叔丁醇1.561.431.29异丁醛0.350.170.27糠醛1.4481.0451.565伯清等将高压静电处理应用到抑制水果中(如柑橘类水果)青霉病菌的生长中,发现当高压静电强度> 62000V /m、作用60min时可以明显的抑制孢子的生长 。

高压静电场杀菌对食品的色、香、味、形不会产生不良影响,然而该技术要应用于食品工业,还存在一定的距离,还有许多设备以与处理方式的研究工作需要进行,对食品品质的影响研究也还有待进一步的深入 二 高压静电场在干燥脱水方面的应用传统的热风方法干燥会导致蔬菜的热伤害,严重影响食品质地、颜色、香气成分与营养价值,而冷冻干燥虽然保证了食品的质构特性,但成本高的问题使其不适合普通食品的干燥生产高压电场干燥技术作为一种新型的干燥技术, 以它独特的常温干燥特性,对物料的色泽、营养成分、状态等具有良好的保持作用; 而其设备造价低廉,运行费用低的优点使其更容易进入工农业生产中,能发挥重大的作用 高压电场对液体类物料的浓缩实验研究中里特等研究了高压静电场(针-盘式)对蒸馏水蒸发过程的影响实验结果表明:蒸馏水在施加电场后,蒸发速度是不施加电场的114倍,当针状电极至蒸馏水液面的距离不变时,蒸发速度随施加电压的增高而增高,但不是线性关系;当施加电压保持不变时,蒸发速度随针状电极至液面距离的增加而呈现“M”形变化,即此时存在最佳距离,在此距离下,蒸发速度最大施加电场后的蒸发效果是不施加电场时蒸发效果与电场单独作用时蒸发效果的线性叠加。

丁昌江等利用高压电场在常温下进行浓缩液体物料的实验将物料置于高压电场中，电场产生两种效果不同的作用力f1,f2.f1为非均匀电场对物料表面层的作用力，F2为非均匀电场对物体部水分子牵引力的作用高压电场干燥同热风干燥相比,干燥速度加快,并可最大限度保留有效成分;若把高压电场干燥与真空冷冻干燥组合使用,可以大大提高物料的浓缩速度,从而节约浓缩成本高压电场对农作物种子的干燥实验研究，丁昌江等根据高压电场干燥实验的机理研究发现,高压电场自身不会使种子升温,种子的干燥温度仅仅取决于所复合的热温度静电干燥不仅速度快,还有助于保持种子的活性因此,高压电场对种子干燥将是一种新型的干燥技术高压静电场干燥是一种全新的干燥技术,具有耗能低、杀菌等多种优点特别是在浓缩热敏性液体类物料时,具有明显优点因此,在液体类物料的干燥领域它将会有更广阔的应用前景三 高压静电场在保鲜方面的应用高压静电场保鲜是一种无污染的物理保鲜方法,其保鲜机理是：（1）抑制水分蒸发 在电场中，空气的一部分氮分子电离而形成氮分子激光，这些分子具有较强的能量，在电场的作用下轰击食物表面水分子时，发生弹性碰撞，使一部分水分子获得较高能量而蒸发到空气中去，剩下较多低能量的水分子在无电场的作用的自然状态下保持相对稳定的惰性状态，从而不易散发到空气当中去。

2）灭菌 在高电场中电离的氮分子可以发出紫外线，对食物表便进行杀菌，形成保护膜，从而抑制霉菌3）保鲜特点 高压电场处理食物有明显的保鲜作用，而且耗电少，保持较好的水分，且能对某些食物增添可口的味道;但在夏季，电场保鲜的食物没有像电冰箱那样的凉爽，应此与电冰箱配合使用更好 下面是研究实例：丹阳等研究了高压静电处理对采后黄瓜的生理学影响他们运用了100kV /m 高压静电处理 0、015、1、115、2h实验表明,在13℃, 90%RH冷藏条件下,短时间HVEF处理可以明显的控制原料质量的损失, 黄瓜皮传导率提高的现象也得到控制 HVEF处理对黄瓜的呼吸作用没有显著的影响实验指出, 短时间HVEF 处理不适合于蔬菜水果的贮藏 Bajgai, T1R等研究了强度为430kV /m的交流电和直流电对富含维生素C的水果处理2h 后的影响,并测定了它在敞口袋中质量损失与水分损失等生理变化情况在4、20、35℃的敞口与封口的聚乙烯袋贮藏过程中,电场处理对富含维生素C的水果的腐败情况、颜色与维生素C含量的影响均被测定结果显示,交流电场可以延长该水果的货架期,并且电场处理后的水果要比未处理水果新鲜,并最大程度保留了营养价值 。

王杰等研究了高压静电场对采后草莓质量的影响草莓在10℃, 90%RH条件下贮藏至7d,并每天用50或100kV /m的高压静电场处理1h在贮藏过程中,每天测定样品的呼吸强度、多聚半乳糖醛酸酶与纤维素酶的活性、果肉的硬度与插入破碎力观察电场对样品的影响结果显示,电场处理后的草莓在贮藏过程中呼吸作用降低,两种酶的活性与水果的硬度均降低缓慢,在贮藏中的第7d,仅有5% 有损坏,而未处理的水果损坏率为15% Kondrateva, S等利用离子电极技术对小麦进行保藏实验对干、湿小麦的物化性质、生理变化、焙烤性质、发芽能力与微生物菌群进行了测定实验发现,经电场处理的小麦,经密封包存可以持续6周 (未经处理的在10～12d便出现发霉发芽状况) ,生理特性也没有恶化,并在一定方面有所改进,酪氨酸含量有所下降,然而发霉数降低了60% ,细菌总数降低了35%总之,电场处理对谷物品质与焙烤特性具有良好的效果 四　高压静电场在发酵食品老熟中的应用在众多方法中，由于高压静电场处理设备在运行的程中耗电少，尽管初次投入成本不低，但一次投入可长使用目前，高压静电场对酒类和醋类的老熟，有平行高压静电场、电晕电场、脉动高压静电场。

目前，高压静电场用于催新酒和新醋高压静电场用于催的酒主要有白酒和葡萄酒：静电催白酒的装置如图1所示它由高压发生装置，控制器，放电电晕线与特制的容器组成催白酒方法：采用2 种电场 ：一是在 75kV/m~500kV/m的高压静电场处理时间 1h；二是在 250kV/m 处理时间2h~4h，同时改变频率的交变电场试验样品是清香型和酱香型白酒，结果表明，高压静电场对清香型的酒处。