現(xiàn)代靜電技術(shù)在食品和農(nóng)產(chǎn)品加工中的應(yīng)用

　　摘要：本文分別從靜電技術(shù)對酒和醋的人工老熟、對醬油、食品和農(nóng)產(chǎn)品的滅菌處理、對釀酒酵母菌的誘變、靜電涂敷技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用和對食品或農(nóng)產(chǎn)品的保鮮的角度，綜述了現(xiàn)代靜電技術(shù)在食品和農(nóng)產(chǎn)品加工中的應(yīng)用。并對今后的應(yīng)用提出建議。

　　關(guān)鍵詞：現(xiàn)代靜電技術(shù)；食品加工；農(nóng)產(chǎn)品加工；應(yīng)用

　　通常將相對于觀察者靜止的電荷所激發(fā)的電場稱為靜電場，產(chǎn)生靜電場的電荷稱為靜電荷。事實上，絕對靜止的電荷是不存在的，電荷總是從高電位向低電位移動，電荷移動的速率有所不同。這樣，在帶電體的周圍，既存在著電場，又存在著由于電荷移動產(chǎn)生的磁場。當(dāng)電場效應(yīng)遠(yuǎn)大于磁場效應(yīng)時，磁場效應(yīng)可忽略不計，此時靜電是主要的物理現(xiàn)象。因此，在現(xiàn)代靜電技術(shù)中，靜電是相對于流電而言的，它是一種處于相對穩(wěn)定、或移動極為緩慢的電。本文所說的靜電技術(shù)，是指由靜電電源產(chǎn)生的靜電場作用于食品和農(nóng)產(chǎn)品上，對某些加工工藝進(jìn)行調(diào)控，以達(dá)到與傳統(tǒng)加工方法一樣的效果。靜電電源輸出的電場通常是平行板高壓靜電場、電暈電場、脈動高壓靜電場等。目前，將現(xiàn)代靜電技術(shù)應(yīng)用于食品和農(nóng)產(chǎn)品加工已取得了很大的進(jìn)展，這些技術(shù)的應(yīng)用為傳統(tǒng)的食品和農(nóng)產(chǎn)品加工帶來一場革命，也產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)代靜電技術(shù)在食品和農(nóng)產(chǎn)品加工中的應(yīng)用十分廣泛。現(xiàn)代靜電技術(shù)應(yīng)用于食品和農(nóng)產(chǎn)品加工的優(yōu)點是，能最大限度地保持食品或農(nóng)產(chǎn)品的營養(yǎng)成分，不會對他們本身帶來不必要的污染，同時，高壓靜電場處理設(shè)備在運行的過程中，耗電少，盡管初次投入成本不低，但一次投入可長期使用。從環(huán)保的角度來說，現(xiàn)代靜電技術(shù)是一項綠色加工技術(shù)。本文對現(xiàn)代靜電技術(shù)應(yīng)用于食品和農(nóng)產(chǎn)品加工的研究和應(yīng)用進(jìn)行進(jìn)行綜述，并對今后的應(yīng)用提出建議。

　　1靜電技術(shù)在釀造品加工中的應(yīng)用

　　人們的日常生活離不開發(fā)酵食品，但是傳統(tǒng)的發(fā)酵食品加工和生產(chǎn)工藝簡單、周期長，造成資金不能快速周轉(zhuǎn)，直接影響經(jīng)濟效益。為此，采用現(xiàn)代靜電技術(shù)對某些發(fā)酵食品加工進(jìn)行靜電處理，以達(dá)到與傳統(tǒng)工藝一樣的效果。目前，現(xiàn)代靜電技術(shù)應(yīng)用于食品和農(nóng)產(chǎn)品加工的方面很多，本文僅僅介紹4個主要方面的應(yīng)用，即對酒和醋的人工老熟；對醬油、食品和農(nóng)產(chǎn)品的滅菌處理；對釀酒酵母菌的誘變；對食品或農(nóng)產(chǎn)品的保質(zhì)、保鮮。

　　2高壓脈沖電場在其他食品滅菌方面的應(yīng)用

　　在食品加工工業(yè)中對食品殺菌處理的主要方法是采用加熱殺菌工藝，因此不同程度的破壞了食品中的天然色、香、味和營養(yǎng)成分，以及食品的生理活性，使被處理后的食品不能保持原來的風(fēng)味；同時還要消耗很高能源，成本投入較高。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，人們生活水平的提高，消費者不但要求食品新鮮，而且要有原有的天然風(fēng)味。目前國內(nèi)外采用非熱殺菌技術(shù)(冷殺菌)對食品進(jìn)行殺菌，其中高壓脈沖電場殺菌技術(shù)以其良好的應(yīng)用特性成為當(dāng)前最有前途的食品工業(yè)化應(yīng)用手段，已成為國內(nèi)外學(xué)者研究開發(fā)的熱點[121。

　　2．1高壓脈沖電場殺菌機理

　　對高壓脈沖電場殺滅食品中細(xì)菌的機理已有多種假設(shè)，例如有臭氧效應(yīng)、電解產(chǎn)物效應(yīng)、電磁機理模型，細(xì)胞膜穿孔效應(yīng)等，現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)者傾向于認(rèn)同電磁場對細(xì)胞膜的影響，就是在高壓脈沖電場兩極間產(chǎn)生瞬時高壓脈沖電場，使食品中微生物的細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生橫路膜電位，由于電荷相反，它的互相吸引形成擠壓力，當(dāng)電位達(dá)到極限值(1V左右)時細(xì)胞膜破裂。Tsong從液態(tài)鑲嵌模型出發(fā)提出電穿孔理論，認(rèn)為高壓電脈沖會改變脂肪的分子結(jié)構(gòu)和增大部分蛋白質(zhì)通道的開度使細(xì)胞膨脹而死。

　　2．2高壓脈沖電場殺菌效果

　　高壓電場殺菌效果與電場強度，處理時間，食品的電阻、溫度、PH值、黏度大小、水分活度以及食品中的離子強度，固形物和油滴的含量有關(guān)影響高壓脈沖電場殺菌效果的因素較多。高壓電場殺菌效果主要有以下因素。

　　3靜電涂敷技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用

　　在食品加工中，食品表面涂敷技術(shù)作為食品保鮮劑和輔料的表面涂敷以及食品的營養(yǎng)強化手段越來越受到重視。據(jù)統(tǒng)計，目前80％以上的膨化食品，50％以上的巧克力制品和100％的農(nóng)產(chǎn)品的保鮮需要進(jìn)行表面涂敷處理。但傳統(tǒng)的食品表面涂敷工藝，大部分采用浸涂或噴涂的方法。它存在一定的缺點，如加工質(zhì)量和工藝參數(shù)不易控制，涂料和能源消耗大，涂料在加工中產(chǎn)生的沉積又會造成設(shè)備的嚴(yán)重污染，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)品成本，影響新產(chǎn)品的開發(fā)。表面靜電涂敷技術(shù)是利用高壓靜電場，使帶有電荷的涂料微粒在電場力的作用下，沉積在果蔬、食品表面以形成均勻涂膜。這種技術(shù)能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)省涂料、降低能耗，易于實現(xiàn)對生產(chǎn)工藝的自動控制，同時減少環(huán)境污染。靜電涂敷方法可分為靜電噴涂和靜電噴霧兩種。靜電噴霧方法，目前國內(nèi)外的農(nóng)業(yè)工程、衛(wèi)生防疫和靜電應(yīng)用方面的學(xué)者和專家，都致力于靜電噴霧方面的研究，在理論和實際測試上取得了許多成就。Moser[·6]通過大量性能實驗和田間實驗，對靜電充電方法及原理進(jìn)行了研究，得出了在藥液的沉積量上靜電噴霧技術(shù)優(yōu)于其它方法的結(jié)論。加拿大兩安大略大學(xué)國際靜電應(yīng)用研究中心開展了果園靜電噴霧技術(shù)和航空靜電噴霧技術(shù)的研究。內(nèi)野敏剛等對各種設(shè)備進(jìn)行了大量的研究，取得了一定的成就。我國在這方面的研究和應(yīng)用較少。吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)等有關(guān)部門對果蔬表面靜電涂敷保鮮劑做了一定研究，對黃瓜、番茄的試驗結(jié)果表明，表面靜電涂敷保鮮效果顯著f16】。另外，該技術(shù)還可以用于點心食品表面涂敷調(diào)味品、甜料、增香劑和復(fù)合維生素等f16】?？傊?，靜電涂敷技術(shù)在食品加工中具有廣闊的前景，應(yīng)深入靜電涂敷技術(shù)的研究與應(yīng)用，滿足人們的消費需求。

　　4靜電技術(shù)用于農(nóng)產(chǎn)品保鮮

　　隨著人們生活水平的提高，人們對新鮮果蔬及其他農(nóng)副產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高。常用的保鮮技術(shù)主要有低溫冷凍保鮮、輻射保鮮、化學(xué)保鮮、涂膜和氣調(diào)保鮮、減壓保鮮等方法。這些不同的保鮮方法，在以往的使用過程中，表現(xiàn)出了各自的不足，而高壓靜電場保鮮從理論上排除了這些不足。由于靜電保鮮技術(shù)具有設(shè)備簡單、成本低廉、能耗少及保鮮效果好等優(yōu)點，有著極好的發(fā)展前景。

　　5結(jié)語

　　靜電技術(shù)在食品和農(nóng)產(chǎn)品加工中的應(yīng)用方面，實質(zhì)上是利用靜電場的生物效應(yīng)對食品和農(nóng)產(chǎn)品的機體進(jìn)行調(diào)控，其應(yīng)用前景十分廣闊。由于篇幅的限制，本文僅綜述了靜電技術(shù)在食品和農(nóng)產(chǎn)品加工中的幾個主要應(yīng)用。目前，有些成果在生產(chǎn)實踐中推廣應(yīng)用，有些成果還需要作進(jìn)一步的改進(jìn)。例如，筆者曾經(jīng)用杏、桃子、櫻桃作為樣品對其進(jìn)行靜電保鮮處理，結(jié)果表明靜電對這些樣品確實具有保鮮作用，但是經(jīng)靜電處理后，這些水果表面的顏色會發(fā)生變化，產(chǎn)生褐變，盡管不會影響水果的食用口感，但是它會影響水果的感觀效果，然而在國內(nèi)外多數(shù)文獻(xiàn)報道中，并未提及這種現(xiàn)象，這應(yīng)該是今后必須解決的問題。

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