电磁杀菌课件

电磁杀菌秦艳传统的杀菌技术及其缺点电磁杀菌电磁杀菌的应用传统的杀菌技术及其缺点所谓食品的杀菌,就是运用各种手段杀灭食品的有害微生物,从而保持食品的品质并使之具备一定的保藏期。传统的杀菌方法有加热杀菌、化学药剂杀菌以及辐射杀菌等。加热杀菌,会使食品中腐败菌细胞内的蛋白质凝固变性,致细菌失活,但食品受热后,常会发生物理或化学性质的变化,造成其色、香、味、组织结构的改变及营养价值的下降,易产生各种褐变反应及酸败,维生素受到破坏等。研究历史1.世界上首先正式采用电处理方，通过脉冲电场激发电磁场对食品进行杀菌的尝试始于1973年日本的水野彰对酵母菌放电（近年来，这项技术在国内外得到很大的关注。法国、美国一些厂家已将这种技术应用于食品加工中）。

2.另一方面，可以采用磁处理的方式，通过脉冲磁场激发电磁场来进行杀菌。1989年，日本的吉村最教授用0.6T的恒定磁场进行了杀菌的实，Ponre等研究高强度脉冲磁场用于食品灭菌也产了良好的效果和价值。电磁杀菌的早期研究早期的研究是日本清酒中的酵母菌电磁杀菌的研究，酵母菌有较厚的细胞壁，细胞管内有细胞核、线粒体、微粒体、小胞体、液胞和核糖体等。酵母菌的生长发育过程由诱导期、对数期、停止期和死灭期组成。诱导期是处在生长发育的准备期间，代谢活动很旺盛。在对数期，生长发育最旺盛，细胞成指数增殖，在对数期时由于培养基的营养迅速减少，加上代谢产物蓄积，故而到停止期时增殖缓慢。本研究用的是处于停止期的酵母菌。早期的磁力发生装置采用直流电磁石，磁束密度由磁极间的间隙和电流的变化来决定。试管的振荡方法是利用曲轴，使齿轮电机的旋转运动变成上下运动。1.静磁场的情况

把装有试料的试管，固定在电磁石的磁极中央，使磁束密度从1000高斯变化到16000高斯，磁力照射时间分4、8、12和24小时4种。（条件A）2.变动磁场的时候（1）将装有试料的试管在电磁石的磁极中央上下振荡，使磁束密度从5000高斯变化到7000高斯，磁力照射时间为4、8、12和24小时4种。(条件B)（4）将非晶体薄膜贴在磁极上，试管进行上下震荡。(条件E)

（5）将非晶体薄膜分别贴在磁极和试管上，试管进行上下振荡。(条件F)电磁杀菌的技术特点

（1）对食品杀菌的处理时间为几秒即可达到商业无菌的要求。（2）在常温、常压下进行，对食品的损害小，处理后食品的营养成分、物理性质、化学性质改变很小，风味、滋味无感觉出来的差异。

（3）由于电磁场的穿透力极强，可以对食品轻松穿透，因而它的适用范围极广。（4）由于它的非热特性，所以可以广泛地应用于热敏性物质。（5）由于它利用的是电能，低能耗，低污染，符合目前能源利用的趋势。

⑤细胞是最基本的生命单元在细胞中细胞膜是研究得最多的部分。⑥电穿孔现象。每个细胞膜内外都有一定的电位差，在外加电场的作用下，膜内外的电位差会增大，通透性会增加，细胞发生渗透，继续适度处理，当电磁场达到一定值(E>E0，H>H0)时，细胞膜就发生不可修复的破裂这种现象称为电穿孔。⑦由于电磁场是变化的，在极短的时间内，电磁场的频率、强度都会发生极大的变化，在细胞膜上产生振荡效应。不可逆的电穿孔和激烈的振荡效应能使细胞膜破裂，这种破裂导致细胞结构紊乱，从而达到杀死细胞的目的，进而杀死细菌。

（2）电离作用①在外加电磁场的作用下，食品空间中的带电粒子将产生高速运动，撞击食品分子，使食品分子分解，产生阴、阳离子，同时，电解质电解出阴、阳离子。②这些阴、阳离子在强电磁场的作用下极为活跃，穿过本来就已提高通透性的细胞膜，与微生物内的生命物质如蛋白质、RNA作用，因而阻断了细胞内正常生化反应和新陈代谢的进行。③电磁场能够使水分子的氢氧键断裂，在水中生成过量的超氧阴离子自由基、过氧化氢及自由质子。而过氧化氢有强烈的氧化作用，作用于生物分子，会破坏DNA，导致细胞死亡。④液体介质中电离作用产生的臭氧同样有强烈的氧化作用，能与细胞内物质发生一系列反应。

脉冲磁场装置的原理图如下：这是一个典型的RLC放电线路。当开关接通A时，高压直流电源通过R0限流电阻向电容器C充电，一直到两端的电压为V。然后开关接通B,电容器C通过线圈L和电阻R放电。线圈L和回路中电阻很小，放电回路中便有强大的电流，在线圈L中就产生了很大的磁场。接着，线圈L上的电流又向电容器c充电直至接近电压v值，于是电容器又沿反方向向电阻R和线圈L放电，线圈中产生反方向的强大磁场。如此循环，便在线圈中得到了交变的脉冲磁场。

灭菌时，先将已包装好的食品送入螺线管中，启动高压直流电源开关A，使电容器充电.待电容器充电完毕.再启动放电开关B，电容器即向螺线管放电，同时在螺线管内产生强大的脉冲磁场，以杀灭食品和包装容器的细菌。不同种类的食品使用的脉冲磁场次数不同，一般以5~10次为好，通常每次脉冲可减少细菌两个数量级。每次脉冲磁场持续时间为lms(毫秒)左右，所以杀菌所需时间非常短。由于使用了高压电路，所以操作人员应远离电路，以确保安全。但强磁场对人体的影响却是安全的，因为磁场主要产生于螺线管当中，稍为离开螺线管，磁场就会急剧降低。电磁杀菌的应用一、对液体食品的作用

液体食品的杀菌，一般采用高压脉冲电磁场来进行杀菌。脉冲电磁场可为食品工业中的啤酒或其他饮料及液体物质提供一种低温低能耗的灭菌方式，并有可能在保存液体特性的情况下进行灭菌加工。静电磁场在食品工业中的应用主要表现在:对食醋、白酒等发酵食品的催陈作用，对果蔬食品的保鲜作用，对微生物生长的抑制作用。二、对膏状物质的作用脉冲电磁场杀菌法可以用于医用软膏的消毒，可以保证制作过程中的无菌造作。食品中的酸奶也可以采用此方法来保证其卫生要求。将此法用于食品杀菌中，可有效地杀灭与食品有关的几十种细菌菌种，特别是果汁饮料中的黑霉菌、酵母菌。

五、在细胞破壁处理中的应用脉冲电磁场可以破坏植物细胞壁以提高果汁收率。将苹果碎块在传统法榨汁前进行电处理可导致10%-20%果汁产量的增加。从细菌菌体中提取酶或其他蛋白质一类的产物时，