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摘要：概述了高壓脈沖技術現(xiàn)階段在果蔬汁保鮮和其他液體食品中的不同應用，展望了高壓脈沖技術可能的發(fā)展方向。

關鍵詞：高壓脈沖；果蔬汁；滅菌

隨著生活水平的提高，消費意識的逐漸增強，人們不再單純地追求物美價廉的普通果蔬飲料，市場需求的降低致使果蔬產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度減慢，果蔬汁飲料發(fā)展進入平穩(wěn)期，現(xiàn)在消費者更青睞于品質(zhì)高、營養(yǎng)價值高的特色新型產(chǎn)品，這也促使特色新產(chǎn)品的開發(fā)成為行業(yè)的發(fā)展新方向。而在發(fā)展過程中，大量的現(xiàn)代科技被應用于特色新產(chǎn)品的開發(fā)。自上世紀20年代，國內(nèi)外不少科研隊伍和食品加工專家對HPEF開展了高壓脈沖電場的研究。HPEF技術一經(jīng)發(fā)明就受到非熱加工產(chǎn)業(yè)的青睞，在食品加工產(chǎn)業(yè)被譽為“可替代的食品加工方式”，殺菌效果好、能耗低，對食品原有營養(yǎng)物質(zhì)的損失低，處理后的食品各項檢測、感官評定優(yōu)良，對牛奶、果蔬這類熱不穩(wěn)定的高熱敏性食品具有極高的應用價值，因此高壓脈沖技術在國內(nèi)有著巨大的開發(fā)空間。

1傳統(tǒng)熱處理工藝在果蔬制品生產(chǎn)中的缺點

在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)果蔬汁多采用熱處理果蔬汁達到滅菌的目的，雖然單純的物理方法可以達到良好的滅菌效果，但是對溫度的把控和處理時間要求比較高，造成步驟比較復雜不好操作。眾多科學家探究了傳統(tǒng)工藝對果蔬貯藏效果和后期品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)熱處理具有較大的潛在破壞性。夏啟才[1]在利用HPEF技術處理大米、豆芽、綠豆等果蔬時采用正交試驗，得出最佳工藝參數(shù)，能耗比傳統(tǒng)熱處理工藝節(jié)省60%左右，滅菌效果也大大提高，而且果蔬在整個處理過程中溫度變化范圍極小，營養(yǎng)物質(zhì)含量損失極低。胡盼盼等人[2]通過試驗證實了高溫短時處理和巴氏殺菌處理果汁的效果均優(yōu)于傳統(tǒng)熱殺菌技術。且高溫短時殺菌相比較巴氏殺菌和傳統(tǒng)熱處理，殺菌效果和保留的營養(yǎng)物質(zhì)含量均是效果最好的，但在后期的貯藏中，果汁的營養(yǎng)物質(zhì)損失較大。與傳統(tǒng)的非熱加工技術（如脈沖強光殺菌技術）相比，HPEF技術中的脈沖電場穿透強度更高，可以深入殺滅細菌及各種孢子，有效降低了食品安全的風險。

2HPEF技術在果蔬汁生產(chǎn)中應用

趙偉等人[3]有針對性地用射頻連續(xù)處理裝置處理蘋果再迅速冷卻、榨汁，然后將蘋果汁用HPEF技術處理，處理后的細胞中的各類酶（如氧化酶、呼吸酶）的活性僅為原來的20%~30%。大大延長了果蔬汁保鮮期。陳錦權[4]將濃縮技術和HPEF技術結合，先將果汁冷卻濃縮，再將濃縮液用HPEF技術處理殺菌，飲用時再以適當比例配水，即可還原一杯西瓜汁，而且2種技術相結合可達到國家飲品標準。劉珂舟等人[5]將高溫瞬時殺菌技術與HPEF技術相結合極大地提高了滅菌效果。張雯等人[6]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過高壓脈沖技術處理后的楊梅各項感官品質(zhì)及口味、保質(zhì)期延長等都有了較大改善。武新慧等人[7]改變HPEF技術預處理參數(shù)，樣品果蔬的儲能模量損耗量為處理前的50%~70%，再掃描果蔬組織電鏡圖發(fā)現(xiàn)胞隙增大、細胞內(nèi)液滲透壓下降、質(zhì)壁結構松散，更容易實現(xiàn)低能耗凍干果蔬工藝。王麗平等人[8]在研究延長生鮮食物利用脈沖電場通過控制各項脈沖參數(shù)可更多地殺死果蔬表面微生物，同時利用細胞內(nèi)外電位差減緩的細胞生理代謝。

3HPEF技術在果蔬中功能物質(zhì)提取方面的應用

赫桂丹等人[9]利用HPEF技術改變原有物質(zhì)的分子運動方向、速率，使分子間原來不穩(wěn)定的化學鍵和物質(zhì)結構被打散，導致糖苷鍵斷裂，再經(jīng)高速離心10~20min，可得到品質(zhì)極佳的玉米芯納米纖維素懸浮液。李明月[10]利用多種方法提取葡萄籽中的原花青素，最終確定利用HPEF技術擊穿細胞壁及細胞質(zhì)膜，使原花青素從細胞中流失，再離心萃取。OleksiiParniakov等人[11]對木瓜皮中附加產(chǎn)物中提取具有營養(yǎng)價值和抗氧化劑的化合物，并且通過脈沖電場（HPEF）或通過高電壓放電（HVED）輔助的提取。ElisaLuengo等人[12]回收橙皮對果皮中橙皮多酚的提取。IlceGabriela等人[13]利用水果榨汁后的廢棄物，對李子皮和葡萄皮進行研究，通過對比超聲波提取法，發(fā)現(xiàn)HPEF技術對提取花青素和苯酚的最佳工藝參數(shù)為電流290L/h，處理室直徑25mm，電壓25kV，頻率10Hz，脈寬6μs，且在提取時間和脈沖數(shù)增加的條件下提取效果更為明顯。研究還發(fā)現(xiàn)，HPEF技術在對葡萄皮進行處理時，可以更好地提取其中的多酚和芳香物質(zhì)。邱大東[14]利用HPEF技術預處理后的濃縮果蔬汁、植物提取物進行發(fā)酵提取，得到粗果蔬酵素，將粗果蔬酵素進行超聲處理，得到果蔬酵素。溫靖等人[15]將干燥鐵皮石斛粉碎后加水，在室溫下用HPEF技術、磁力攪拌同時處理，在磁力脈沖下將細胞質(zhì)膜穿孔，加酶輔助細胞壁脫離，離心萃取得石斛原液。4HPEF技術在果蔬干燥脫水中的應用許多科研工作者將HPEF用于果蔬干燥，通過各種中心組合正交旋轉(zhuǎn)設計或搭配各種輔助技術處理果蔬得到不同果蔬干燥處理工藝參數(shù)。劉振宇等人[16]將HPEF應用于果蔬的預處理中，通過調(diào)控HPEF的3個工藝參數(shù)（脈沖頻數(shù)1420V/cm，脈沖個數(shù)30個，作用時間100μs）達到最佳效果，節(jié)省干燥時間40%。王鶴等人[17]將枸杞在多組不同脈沖下處理，同時微波介入輔助枸杞干燥。結論得到水分有效擴散系數(shù)隨脈沖比降低而減小，干燥所需活化能大大降低。5HPEF技術在葡萄酒工藝優(yōu)化中的應用田超等人利用HPEF技術探究酒類發(fā)酵陳釀過程的影響，結果表明，HPEF技術可以加速酒類的發(fā)酵和醇化，通過控制電場脈沖后的酒樣加速醇化反應，感官品質(zhì)大大提高。劉振宇等人在利用脈沖電場處理葡萄酒中有機農(nóng)藥殘留物時，證明HPEF技術是優(yōu)于傳統(tǒng)熱降解技術的，但目前對于利用HPEF技術直接處理果蔬農(nóng)藥殘留仍不成熟。

6結語

目前，高壓脈沖技術在食品領域有著廣泛應用，尤其是適用于流體食品的殺菌、預處理和物質(zhì)提取，雖然在果蔬加工領域中HPEF技術殺菌效果值得肯定，但相比于傳統(tǒng)熱處理還是很難抑制酶活力，而鈍酶為果蔬加工行業(yè)中必不可少的環(huán)節(jié)，所以很難保證處理后果蔬的保鮮效果，雖已有相應的輔助技術與HPEF技術搭配，但仍很難達到國家標準或者又因耗能設備費用等問題被否定，難以投入大批量工業(yè)生產(chǎn)中，想要投入到實際生產(chǎn)中仍需更高的科技技術與方法，希望在未來有更多的高新技術被開發(fā)用于造福人類。

作者：王文韜；商鶴琴；張欽；賈麗娜 單位：河北農(nóng)業(yè)大學理工學院