PEF等離子處理是基於高壓脈衝電場的生物效應，利用高電壓技術的手段，解決食品加工領域突出問題的一種處理方式，是高電壓技術與生物科學技術和食品領域的交叉。那麼，PEF等離子處理的技術特點是什麼呢？接下來就從基本原理和影響因素兩個方面進行分析和討論。
1.基本原理
PEF等離子處理具有很好的殺菌效果，但有關殺菌機理的研究尚不成熟。主流觀點認為，PEF的作用主要集中在脈衝電場對細胞膜的影響上。其主要過程可分為跨膜電位形成、細胞膜極化和細胞膜擊穿。首先，細胞受到外部施加電場作用時，會在細胞兩側形成一個電位差，即跨膜電位。其幅值公式為TMP=κ·E·rcos(∮)。
其中，r為細胞外徑；E為外加電場強度；k為形狀參數(由細胞形狀決定，對於球狀細胞來說k=1.5)；∮為電場與所選取細胞對稱軸夾角。電崩解模型和電穿孔模型為當前關於PEF殺菌機理假說的主流觀點。
1) 電崩解模型
該模型將微生物的細胞膜看成電學上一個注滿電解質的電容器。未加電場 時，細胞膜兩邊電位差很小，當外加電場作用時，細胞膜兩側將形成跨膜電位差，跨膜電位差與外加電場強度以及細胞直徑呈正相關性。隨著外加電場強度 增加，跨膜電位差也逐漸增加，細胞膜厚度逐漸減少。當增加到臨界崩解電位差時，細胞膜開始崩解，細胞膜上出現孔，電崩解是可逆的，若外加場強作用時間較短，孔面積較小，外加場強作用撤去後，孔將逐漸消失，但當細胞膜長時間地處於高於臨界電場強度的作用下時，細胞膜上將出現大面積的崩解，使原本可逆的崩解逆轉成不可逆，進而導致細胞的死亡。
2) 電穿孔模型
在高壓脈衝電場作用下，微生物細胞膜上的雙磷脂層和蛋白質暫時變得不穩定，壓縮並形成小孔，通透性增加，水或其他離子等小分子透過細胞膜進入細胞內，導致細胞的體積膨脹，並最終使得細胞膜破裂，細胞內物質外漏，細胞死亡，整個過程如下圖所示：
2.影響因素
影響PEF等離子處理效果的主要參數可分為三大類：細胞特性參數、被處理介質特性參數和處理工藝參數。其中，細胞特性主要包括微生物的種類、細胞的面積和形狀以及生長周期。
食品特性參數主要包括食品的電導率、pH、水活性及處理介質的成分。電導率是溶液的重要電氣參數，pH是細胞生長的重要外部參數，水活性會影響微生物細胞膜內外的滲透壓。
處理工藝參數主要包括電場強度、脈衝波形、脈衝寬度、處理時間、頻率、脈衝能量、處理溫度等。脈衝電場強度和處理時間是PEF處理效果的關鍵因 素。PEF等離子處理中典型的電壓波形如下圖所示：
方波比指數波具有更高的能量利用效率，而雙極性比單極性具有更低的處理室電化學腐蝕。處理時間由脈寬和頻率決定，而脈衝能量中包含電場強度和處理時間，因此它們對處理效果的影響是諸多基礎電氣參數的綜合表現，此外，脈衝波形的上升時間對PEF的處理效果亦有重要影響。
上述三大類影響因素之間又存在關聯性，例如，處理介質的電導率決定著處理室等效阻抗的大小，而等效阻抗的大小又會影響脈衝電源輸出的脈衝波形參數；對於方波，不同的負載阻抗又導致脈衝上升時間的差異。因此，分析處理效果的差異時，需要具體綜合考慮處理參數、處理介質特性和細胞特性。
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