静电技术在食品与发酵工业中的应用毕业论文.doc

江南大学太湖学院期末考试（论文）题目： 静电技术在食品与发酵工业中的应用 机电系 数控 专业毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日 毕业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为 。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日指 导 教 师 签 名： 日期： 年 月 日目录一 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。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。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内移动,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。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。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。张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。蒋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 。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。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E1E2加热灭菌处理组，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/1103(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24min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苏氨酸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张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,还有许多设备以及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。 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。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、香气成分及营养价值,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李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，厦礴恳蹒骈時盡继價骚。F2为非均匀电场对物体内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。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。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。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。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。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。（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。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。（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。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 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。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。 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及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、颜色及维生素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、多聚半乳糖醛酸酶及纤维素酶的活性、果肉的硬度及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,两种酶的活性及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、发芽能力及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1012d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及焙烤特性具有良好的效果 。 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。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，高压静电场用于催陈新酒和新醋。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。高压静电场用于催陈的酒主要有白酒和葡萄酒：静电催陈白酒的装置如图1所示它由高压发生装置，控制器，放电电晕线及特制的容器组成。催陈白酒方法：采用2 种电场 ：一是在 75kV/m500kV/m的高压静电场处理时间 1h；二是在 250kV/m 处理时间2h4h，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理后，酒明显变得绵甜柔和、闻香好，但后味比较平淡，处理时间越长回味越差。交变电场对酱香型白酒收到了明显的效果，新酒的辛辣味大为减弱，酒体变得醇甜、纯净、呈酱香。对放置一年多时间的试验酒样品进行品尝，没有回味现象发生，这充分说明电场催陈可以达到老熟的目的。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。在高压静电场中辅以紫外线对“老龙口”牌和“天津大曲”牌白酒进行人工老熟，对白酒中总酸、总酯、杂醇油、乙酸乙酯、正丙醇、仲丁醇、乙缩醛、异丁醇、丁酸乙酯、异戊醇、乳酸乙酯、电导率进行定量分析，其结果表明，新酒中具有辛辣味的丙烯酸、涩味的异戊酸和刺激性味的杂醇油这3种成分均有不同程度地下降。此外，白酒香气的主要成分，如：乙缩醛、乙酸乙酯、总酯均有所增加，分别增加3%、7%和 4%；正丙醇、仲丁醇、异丁醇、乳酸乙酯等其他微量成分均有不同程度地变化。其变化的规律与自然老熟的酒类似。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。催陈葡萄酒方法：对烟台白兰地进行高压静电老熟，静电老熟原白兰地的几项主要指标得到了不同程度地改善。卫生指标也符合国家的标准，总酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯和乳酸乙酯分别增加 5.0%；总醛、甲醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇和乙醛分别14.7%、14.2%、21.0%、45.4%、28.5%和14.6%。符合白兰地老熟的规律。还对其他葡萄酒进行高压静电场的老熟，亦取得良好的效果。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。利用高强度电磁场对赤霞珠干红葡萄新酒进行人工老熟，将新干红葡萄酒液按一定的流速、一定的电场强度、一定的频率通过高强度电磁场。通过检测处理样品的口感变化的结果表明，以3kV/cm 的电场强度和以 5L/min流速的处理条件，可以使葡萄酒的陈香最明显，刺激性最小，入口也最为柔顺。频率变化对口感有一定影响，1000Hz频率的电磁场对口感为最好。此外，还对总酸、挥发酸、总硫、游离硫、酒度和干浸出物含量进行检测。处理样品与对组相比除干浸出物外其他各指标基本有什么变化，而处理后的干浸出物含量均有所提高。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。敏谦等 采用激光和磁场联合使用对白酒进行催陈。将太He-Ne 激光谷红粮特曲（清香型酒放在静磁场中接受辐照，发现激光和磁场同时处理过的酒样与单用激光照射过的酒相比，含量没有变化或略有降低，酯类有明显的增加且催陈效率明显提高。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。催陈黄酒：采用波长为337.1nm的氮分子激光作为辐照源，对绍兴加饭酒进行辐射 。处理后的酒，总酸量和SO 的含量下降，总酯含量明显增加，显然可以增加黄酒的色香味；游离氨基酸含量普遍增加，特别是人体必需氨基酸增加，这是非常有价值的。通过检测表明，激光催陈后的黄酒，相当自然老熟12年的酒。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。高压静电场用于制醋：蒋耀庭等将新产的高粱醋进行人工老熟,经过静电场处理发现,乙醛、乙醇和异丁醇含量均趋于下降,有利于减少新产食醋的刺激性气味和异味,具有柔和香味的乙醛含量增加,可提高食醋的香气成分; 总酸含量升高,有利于提高食醋的等级;总酯含量是食醋的香味物质,静电处理后,含量增加,可增加食醋的香气成分;静电处理后,氨基酸含量下降,这与自然老熟规律相同。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。高压静电场对酒类或醋类的另一作用是加速酒或醋在陈酿过程中进行的化学变化主要有：氧化反应式：RCH2OH RCHO + H2O + RCHORCOOH醋化反应公式：RCOOH+ROHRCOOR+H2O缩合反应：2ROH+RCHORCH（OR）+H2O五 高压静电场在食品解冻方面的应用 高压静电场对冷冻食品的低温解冻作用越来越受到人们的重视。此法是将冻品放置于高压静电场中如 10kV ,电场设于 0 -3 左右的低温环境中 ,利用高压电场微能源产出的效果，使食品中的极性分子 ,特别是水分子在电场中高速地反复振荡 ,分子间不断摩擦 ,在极短的时间内（ 515min）使食品内外同时升温解冻。構氽頑黉碩饨荠龈话骛。图 1 高压静电场发生试验的装置图 2 在 200 kV/m电场下对冰的解冻试验经理论分析认为 ,水是由氢键结合而成的 ,具有一定极性的水分子团结构的液体 ,而这种水分子团结构实际上是一种准稳态结构 ,见图 3。最近在前期的研究基础上，建立了静电场解冻试验台，通过对冰，冻豆腐和冻肉的等4项材料的解冻比较试验，初步揭示了高压静电场对食品的解冻加速作用及其规律，发现300ml的冰，当电场强度达到24kv/m时，可节约1/5同温度下的自然解冻时间。Uemura J 等利用针- 盘式电场(采用了5、10、 12kV三个电压)处理冻猪肉,以此来缩短解冻时间, 同时测定了解冻后肉的品质。电场处理使解冻速度加快,在10kV与12kV条件下解冻速率分别增大了 2511%和2818%。20mm 20mm 20mm 的猪肉在 5kV下解冻时间为86min, 10kV时为62min,在12kV 下为30min。解冻后, 10kV作用下的融化水pH下降 0139, 12kV下降0189。融化水pH的下降可能是由电场作用下生成的氮氧化物溶于水造成的。电场处理后的猪肉在颜色、pH、水分含量及持水能力等方面没有显著变化。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。该法解冻速度快 ,解冻后食品温度分布均匀 ,汁液流失少 ,能有效防止食品的油脂酸化 ,且高压静电场对微生物具有抑制和杀灭作用 ,有利于保持食品品质 ,是一种很有前途的解冻方法。尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。六 高压静电场在钝化酶活性方面的应用 Castro, I1等利用电场处理研究了多酚氧化酶、脂肪氧合酶、果胶酶、碱性磷酸酶和-半乳糖苷酶的灭活动力学,并与传统条件作了对比,所有被测酶均遵循酶活动力学一级反应。电场的应用没有影响碱性磷酸酶、果胶酶与- 半乳糖苷酶的酶活动力学,而脂肪氧合酶与多酚氧化酶则受到显著影响,减少了酶失活的时间。因此,可以利用电场对酶效力进行控制,并使其工业化 。 识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。七高压静电场在面包加工中的应用 Esaki, K1等研究了高压静电场对面包中水分活度的影响。面包生面团先在电场强度为50kV /m下发酵20min以使其保持水分,湿面筋在50kV /m下处理10、20、30、60min。经过50kV /m 的电场处理 20min的湿面筋,仍能观察到面筋纤维的微观结构, 而作用时间 30min则观察不到。在焙烤过程中,经过电场处理的面团,温度升高速度更快,而两者的最高温度均为99。经电场处理的面包水分活度为 01987 010056,比未处理的面包水分活度高01011。实验对面包中酒曲菌的增长情况也进行了测定,经电场处理的面包酒曲菌生长更为广泛,说明电场处理的面包具有更高的水分活度。电场处理增强了面筋纤维能力,而不是淀粉颗粒,从而吸收保留水分, 使得电场处理的面包硬度比未处理的低 20 。 Aibara, S等研究了高压静电场对面包生面团的影响。将生面团在电场下初发酵,测定在4与20 保存下面包的硬度及淀粉的结晶性。经电场处理, 两个贮藏条件下的面包硬度均降低。实验还发现: 两个贮藏温度下的面包,经电场处理后,在3d内硬度增大的同时, 20贮藏经电场处理的面包结晶速率相比未经电场处理的速率减缓,同条件下, 4贮藏经电场处理的面包结晶速率相对增大。该项结果说明面团的硬度在一定程度上取决于它的持水性, 而电场处理使面包更长时间的保持柔软状态。因此,面包硬度的增大与面包粉结晶性无显著相关性, 却更受贮藏温度的影响 21 。 415 高压静电场辅助提取方面的应用 Bazhal, I1G等研究了电场强度及作用时间对从甜菜中提取糖工艺的影响。提取器中固液比率为 1112114;实验温度为4950,电场的作用下,物料生成含较少有色物质的浸出液,浸出液的质量与电场强度和作用时间有关。实验发现,电场强度的增加与去除单位非糖物质耗费的能量成反比,电场强度 10V / cm时,消耗显著增大,最适宜的电场强度为 510V / cm 22 。 凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。八 展望高压静电场技术作为一项新兴技术,具有其他加工技术手段所不具有的优越性,正日益成为食品领域的研究热点,但静电场要广泛地应用于食品工业,还存在一定的距离,如高压静电场的干燥规律, 对物理加工的加工强度、加工量的控制,多针式电场的应用等设备和处理方式的研究工作以及对食品品质的影响研究均有待进一步的深入。恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。参考文献：1丁昌江,梁运章.高压电场干燥植物种子的机理研究J中原工学院学报.2003,(S1)2蒋耀庭，孙 英.现代物理技术在发酵生产中的应用.中国酿造，19913丹阳 李里特 张刚中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京,100083 食品科学 2005,26(10)鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。4张佰清，罗莹.高压静电场对啤酒酵母的杀菌试验研究J.食品原文： 现代物理技术在发酵食品生产中的应用蒋耀庭, 潘丽娜（海军航空工程学院 基础部，山东 烟台 264001）摘 要：综述了利用现代物理技术分别对新酒和新醋进行人工催陈，对发酵食品进行灭菌消毒，对酿酒酵母菌进行人工诱变。同时对硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。现代物理技术应用于发酵食品生产提出建议。实践证明现代物理技术是一种绿色人工的方法，它对于发酵食品工业生产有着广泛阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。的应用前景。关 键 词：现代物理技术；发酵食品；人工催陈；杀菌；酿酒酵母菌；诱变作用O59，TS2 文献标识码：A 文章编号：0254-5071（2008）11-0007-04中图分类号：目前，将电场、磁场、激光、微波、纳米等现代物理技术应用于发酵食品生产已取得了很大的进展，这些技术的应用使传统的发酵食品生产带来一场革命，也产生了可观的经济效应。到目前为止，现代物理技术应用于发酵食品生产主要有3个方面，即加速酒类和醋类的老熟；对新酒、新醋和其他发酵食品进行灭菌消毒；对酿酒酵母菌进行人工诱变。这些技术的优点是能最大限度地保持发酵食品的营养成分，不会对发酵食品本身带来不必要的污染，同时，一次投入可长期使用。从环保的角度来说，现代物理技术是一项绿色加工技术。本文对现代物理技术在发酵食品生产的研究和应用方面进行综述，并提出建议，仅供同行参考。氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。1 催陈新酒和新醋刚生产出来的新酒和新醋，通常具有刺激性大、不够醇和、不够绵柔等特点。因此，生产工艺中都规定一定时间的陈酿贮存期。为了缩短贮存周期，国内外采用的现代物理技术和生物工程等方法主要有激光、高压静电场、超声波、微波、红外线、紫外线、射线、纳米技术等对新酒和新醋进行人工老熟。高压静电场用于催陈新酒和新醋，在众多方法中，由于高压静电场处理设备在运行的过程中耗电少，尽管初次投入成本不低，但一次投入可长期使用。目前，高压静电场对酒类和醋类的老熟，有平行板高压静电场、电晕电场、脉动高压静电场。釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。1.1.1 高压静电场用于催陈新酒目前，高压静电场用于催陈的酒主要有白酒和葡萄酒。催陈白酒：采用2 种电场 ：一是在 75kV/m500kV/m的高压静电场处理时间 1h；二是在 250kV/m 处理时间2h4h，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理后，酒明显变得绵甜柔和、闻香好，但后味比较平淡，处理时间越长回味越差。交变电场对酱香型白酒收到了明显的效果，新酒的辛辣味大为减弱，酒体变得醇甜、纯净、呈酱香。对放置一年多时间的试验酒样品进行品尝，没有回味现象发生，这充分说明电场催陈可以达到老熟的目的。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。在高压静电场中辅以紫外线对“老龙口”牌和“天津大曲”牌白酒进行人工老熟，对白酒中总酸、总酯、杂醇油、乙酸乙酯、正丙醇、仲丁醇、乙缩醛、异丁醇、丁酸乙酯、异戊醇、乳酸乙酯、电导率进行定量分析，其结果表明，新酒中具有辛辣味的丙烯酸、涩味的异戊酸和刺激性味的杂醇油这3种成分均有不同程度地下降。此外，白酒香气的主要成分，如：乙缩醛、乙酸乙酯、总酯均有所增加，分别增加3%、7%和 4%；正丙醇、仲丁醇、异丁醇、乳酸乙酯等其他微量成分均有不同程度地变化。其变化的规律与自然老熟的酒类似。谚辞調担鈧谄动禪泻類。催陈葡萄酒：对烟台白兰地进行高压静电老熟，静电老熟原白兰地的几项主要指标得到了不同程度地改善。卫生指标也符合国家的标准，总酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯和乳酸乙酯分别增加21.8%、23.0%、19.0%和 11.0%，总酸增加 5.0%；总醛、甲醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇和乙醛分别降低了14.7%、14.2%、21.0%、45.4%、28.5%和14.6%。符合白兰地老熟的规律。还对其他葡萄酒进行高压静电场的老熟，亦取得良好的效果。利用高强度电磁场对赤霞珠干红葡萄新酒进行人工老熟，将新干红葡萄酒液按一定的流速、一定的电场强度、一定的频率通过高强度电磁场。通过检测处理样品的口感变化的结果表明，以3kV/cm 的电场强度和以 5L/min流速的处理条件，可以使葡萄酒的陈香最明显，刺激性味最小，入口也最为柔顺。频率变化对口感有一定影响，以1000Hz频率的电磁场对口感为最好。此外，还对总酸、挥发酸、总硫、游离硫、酒度和干浸出物含量进行检测。各处理样品与对照组相比除干浸出物外其他各指标基本没有什么变化，而处理后的干浸出物含量均有所提高。嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。1.1.2 高压静电场用于催陈新醋笔者等于1991年首次在国内进行静电催陈食醋的应用研究。将新产的高粱醋进行人工老熟，对食醋的香气成分、18 种氨基酸、总酸、总酯和色度进行分析。结果表明，醋中的乙醛、乙醇和异丁醇含量均下降，有利于减少新产食醋的刺激性气味和异味；具有柔和香味的乙醛含量增加，可提高食醋的香气成分；总酸含量升高，有利于提高食醋的等级；总酯含量是食醋香味物质，静电处理后，含量增加，可增加食醋的香气成分；静电处理后，氨基酸含量下降，这与自然老熟规律相同。笔者等曾用高压静电场与激光联合对食醋进行人工老熟，亦取得了可喜的结果，“联合”老熟方法比单纯高压静电方法更好。熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。激光用于催陈新酒和新醋1.2用于催陈新酒和新醋的激光器通常采用 He-Ne 激光CO 激光器、CO激光器、N 激光器、准分子激光器等。激光处理设备在运行过程中，与静电设备相比，耗电也比较少，但设备比较轻便，容易搬动。缺点是激光管比较贵，成本高。鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。1.2.1 激光用于催陈新酒目前，激光用于催陈的酒主要有白酒和黄酒。催陈白酒：对安徽优质大曲酒进行激光陈化处理，酒中主体酯（丁酸乙酯和己酸乙酯）、高级醇等有益成分增加，而甲醇和乙醛类等有害成分降低；经国家级品酒员鉴定：闻香好、窖香较浓、味甜醇正，酒体协调，陈化效果超过自然陈化期半年的酒。对山西杏花村汾酒厂生产的汾酒进行激光老熟处理，选用了波长分别为 476.2nm、520.8nm、568.2nm、647.1nm，100mW1000mW的功率和100L/h1000L/h的流量试验证明 514.5nm 和530nm 等波长有较好的催陈效果，632.8nm 和 694.3nm 或与之相近波长的激光均有一定的催陈效果。这说明必需针对具体白酒选择合适的激光参数，例如波长、功率、能量、辐照时间等，既可保证了本品的典型性，又可得到半年至1年以上的陈化效果。为改善因激光功率较低造成的催陈效率与速率不高的缺点，李敏谦等 采用激光和磁场联合使用对白酒进行催陈。将太He-Ne 激光谷红粮特曲（清香型白酒）放在静磁场中接受辐照，发现激光和磁场同时处理过的酒样与单用激光照射过的酒相比，醛的含量没有变化或略有降低，酯类有明显的增加且催陈效率明显提高。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。催陈黄酒：采用波长为337.1nm的氮分子激光作为辐照源，对绍兴加饭酒进行辐射 。处理后的酒，总酸量和SO 的含量下降，总酯含量明显增加，显然可以增加黄酒的色香味；游离氨基酸含量普遍增加，特别是人体必需氨基酸增加，这是非常有价值的。通过检测表明，激光催陈颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。后的黄酒，相当自然老熟12年的酒。1.2.2 激光用于催陈新醋笔者等 于 1993年首次在国内进行激光催陈食醋的应用研究。试验采用He-Ne 激光器对烟台高粱新醋进行激光处理。样品分析表明，18种氨基酸、乙醛、乙醇和异丁醇均有不同程度地减少，糠醛、总酯和色度均有不同程度地增加。其含量的变化符合自然老熟的规律。红外辐射用于催陈新酒和新醋濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。1.3红外辐射用于催陈新酒和新醋1.3.1 红外辐射用于催陈新酒分别对白酒和雪山红景天酒进行了红外线人工催陈的试验，经红外辐射处理后，其共同的特点是酒体协调、口感绵软、香味浓郁。同时，雪山红景天酒的颜色加深。在保证不破坏酒中营养成分的情况下，温度应控制为銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。5557。1.3.2 红外辐射用于催陈新醋红外线人工催陈新醋与催陈新酒的方法类似，对江西万年县酿造厂生产的新醋进行红外辐射处理，其结果是，总酸、氨基酸态氮和还原糖略有减少，总酯增加，细菌总数降为零；红外辐射处理的杀菌效果比自然老熟3个月的陈醋好，而总酯增加的幅度没有陈醋好。挤貼綬电麥结鈺贖哓类。超声波用于催陈新酒1.4超声波用于催陈新酒超声波在酿造业中的应用主要用于催陈新酒，用于催陈新醋还未见报道。采用频率为19kHz，功率为 50W 的低频超声波对白酒进行人工催陈 ，样品中总酸、总酯和杂油醇的含量随处理时间的延长有升有降。升降规律与酒的自然老熟规律类似。利用频率为25kHz 的超声波对杨桃强化酒进行处理 ，通过分析乙醇、总酸、总酯和色香味体的感官指标表明，经超声波处理后的酒，除色没受影响外，香、味和体均有增加。总酯随处理时间延长而增加，但处理20min较10min只稍有增加，同时酒精度和总酸含量随超声波处理时间增加呈下降趋势。当试验中处理时间为 10min，间隔4h为最佳。这说明超声波处理对提高杨桃强化酒的品质有促进作用，可以起到加速陈化的作用。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。1.5微波用于催陈新酒和新醋采用540W的微波功率，对刺梨干红原酒处理3min在不同阶段测定其陈酿过程中的物质变化，随着处理时间的增加，样品中总酸和总酯的含量都会发生变化，但处理组的变化幅度明显高于对照组，但微波处理对酒的颜色变化影响较小。可见微波处理的办法在刺梨干红的人工催陈方面是可行的。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。采用输出功率0.8kW4.8kW、辐射频率2450MHz的微波对太原市古灯调味品有限公司提供的食醋进行人工催陈。试验中以活性炭为载体固载的MnAc、FeCl 和MnAc-3eCl复合催化剂，在微波诱导条件下对食醋的催陈作用。正交试验表明，经过活化处理的MnAc或FeCl 均可使食醋中的酯含量提高，但MnAc-FeCl 复合催化剂可以明显提高食醋中的总酯含量（p 0.05）。催化酯化的最佳条件是：MnAc - FeCl 锰复合催化剂用量为 4g/L，反应温度为30，保温30min。裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。1.6纳米工艺用于催陈新酒.纳米工艺技术是将流动的液体物质在一定的高压作用下，以2 股极高的超音速流，通过 1 组单晶金刚石沟槽成一定角度对撞，从而激励金刚石晶片产生高频超声波长，使酒中的各类物质产生极强的活性，并在这种特殊的状态下，使酒的老熟过程瞬间完成。可起到促进酯化的效果，同时使酒的口味更“绵”，酒中的所有醛类物质全部消失，甲醇含量降低了几十倍。 发酵食品灭菌消毒发酵食品生产时需进行灭菌处理。传统的灭菌方法通常采用加热和化学灭菌处理，但这2种方法会破坏发酵食品的风味，并损失掉某些营养成分。为了最大限度地保持发酵食品的营养成分，目前采用现代物理技术进行灭菌消毒。仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。2.1高压静电场用于生酱油灭菌处理.笔者等 利用高压静电场对生酱油进行灭菌处理并与加热处理方法进行对比，对处理过的酱油进行香气成分、氨基酸、理化指标的分析。当静电处理时间12min时，细菌总数4500 个 /mL，已明显低于国家规定细菌总绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。数的标准（细菌总数 30000个/mL）。就杀灭细菌而言，加热处理法比静电处理法更好。就保持酱油营养成分而言，高压静电处理比加热处理更好。因此，高压静电场既可以改善酱油的色、香、味，又可以达到杀灭酱油中有害细菌的目的骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。2.2高压脉冲电场用于发酵食品灭菌消毒.在发酵食品中，高压脉冲电场主要用于生酱油、咸菜葡萄酒等的灭菌消毒。高压脉冲电场杀菌消毒的优点是杀菌时间短、效率高、能耗少，可有效地保持发酵食品原来的色、香、味及营养成分。因此在发酵食品灭菌中发挥着越来越重要的作用。目前，高压脉冲电场杀菌技术的工业化应用还存在着许多困难，但是高压脉冲电场处理以其优良的处理效果，低廉的操作费用具有良好应用前景。瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。2.3超声波用于生酱油灭菌处理采用超声波发生仪作为灭菌设备，以酱油作为灭菌对象，用超声波对酱油做了不同灭菌时间的试验。结果表明，超声波对液体食品灭菌是有效的，当累计灭菌时间达到4min时，所处理的酱油样品微生物总数指标达到了合格。鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。2.4 Co-射线用于生酱油灭菌处理以南京“机轮”牌酱油为对象，采用 Co-，剂量率为5.410 R/min1.410 R/min 的射线对生酱油进行灭菌处理 。通过测定酱油的总酸、全氮、氨基酸态氮、还原糖、盐分、色率、固形物、17种氨基酸和细菌。其结果是在杀灭酱油中杂菌的同时，其他营养成分变化不大，可有效地消除杂菌，并能较好地保持酱油的色、香、味。栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。软电子束用于发酵食品灭菌消毒2.5软电子束用于发酵食品灭菌消毒能量低于 0.3MeV的低能级的电子束称为软电子束。当软电子束作用到食品上时，它的穿透深度可达 50m100m。由于穿透深度较小，不会引起食品品质的下降，同时可有效地杀灭食品表面的病原菌和腐败菌。目前，软电子束主要用于对米类、麦类等粮食的灭菌消毒。如何将它应用到发酵食品的灭菌消毒、效果如何还有待进一步研究。辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。2.6紫外光用于发酵食品灭菌消毒紫外光按波长的不同可分为短波紫外光（UVC）、中波紫外光（UVB）和长波紫外光（UVA）。UVC对大多数微生物（包括细菌、病毒、原虫、丝状真菌、酵母和藻类等）都有杀灭作用。波长为254nm时具有最佳杀菌效果，而波长为320nm时几乎没有杀菌作用。因此，用于灭菌消毒的短波紫外波长为峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。253.7nm。目前，在酿造品生产中，为了保证不改变终产品的口感和质量，使用 UVC 对酿造品生产中涉及液体类产品的灭菌消毒 。例如，对酿造水进行杀菌处理，在酿造水处理中要求的剂量必须足够高，达到300J/m600J/m ，以保证在酿造工序早期就不存在任何污染问题。詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。2.7微波用于成品大豆酱再发酵大豆酱生产过程中极易受有害细菌、酵母菌等的污染。虽然厂家在其中加入防腐剂，但作用不理想。酵母菌是造成大豆酱再发酵的主要原因。试验所用样品是宝泉酱业有限公司提供的大豆酱 。通过微波对大豆酱样品处理后感官质量为，酱体红褐色，酱香浓郁，味鲜而醇厚，无焦糊味及其他异味。微生物检验结果为2450MHz的微波在 75加热 5min 可达到在一定时期内防止大豆酱再发酵。氨基酸态氮测定的结果表明，微波加热灭菌对产品中氨基酸态氮无破坏分解作用，并且还略有增加使产品味道更加鲜美。由此可见，利用微波作用于产品，可以使其中的酵母菌吸收微波能量而产生热效应导致死亡；同时，亦可造成酵母菌体内分子加速运动使细胞内部受损致死。从而防止大豆酱的再发酵。则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。此外，国内还有人利用超声波与激光联合作用的方式，对液态发酵食品进行人工杀菌处理，效果也很好。2.8高压静电场用于对啤酒酵母的杀菌利用高压静电场装置对啤酒酵母进行杀菌试验研究 。结果表明，电场电压、处理时间是影响电场杀菌作用的主要因素。在极板间距3cm，电压 3kV，处理时间 3min的条件下，啤酒酵母的致死率达到99.1%。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。胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。3 酿酒酵母菌的诱变3.1高压静电场用于酿酒酵母菌的诱变笔者等 利用高压静电场对甘蔗糖蜜工业生产用酿酒酵母菌进行处理。把酵母菌糖蜜酒精进行发酵，再利用气相色谱仪对产生的乙醇含量进行分析，结果表明，高压静电场对酿酒酵母菌具有明显的生物刺激作用。对酿酒酵母菌细胞的生长速率有影响。不同的电场强度、不同的作用时间其细胞生长的速率也有所不同。并找到乙醇含量具有较大变化的高压静电作用变异菌株；将高压静电作用变异菌株的乙醇脱氢酶与同工酶的比较，证实高压静电场对酿酒酵母菌具有诱变作用。鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。此外，笔者等还利用静电辅以激光联合作用的办法，对酿酒酵母所产生的诱变效应进行了研究，并分别用单纯静电处理，单纯激光处理和静电场辅以激光处理3种方法进行对比，结果显示，利用静电辅以激光处理酿酒酵母菌也能够诱变酵母菌的遗传系统，而且静电辅以激光处理比单纯静电处理，或单纯激光处理的作用明显。因此，利用静电和激光联合作用的办法，可对酿酒酵母的诱变育种提供新的方法。稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。3.2激光用于酿酒酵母菌的诱变CO2激光对甘蔗糖蜜工业性生产用的酿酒酵母菌进行激光处理 。经酵母菌糖蜜酒精发酵试验。对产生的乙醇含量进行分析，与静电作用一样，发现CO2 激光对酿酒酵母菌具有明显的诱变作用。陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。3.3超声波用于酿酒酵母菌的诱变采用超声波诱变处理酿酒酵母菌时，频率越高，其对菌株的致死率越高；相同频率其作用时间越长致死率越高 。同时，经过诱变处理后的菌株其生理生化特性也有变化。4 结语利用现代物理技术对发酵食品生产中的应用主要有人工催陈酒类和醋类的老熟；对生酱油、啤酒、大豆酱等发酵食品进行灭菌消毒；对酿酒酵母菌进行人工诱变。沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。常用现代物理技术包括：高压静电场（脉冲电场）、激光、微波、红外射线、超声波、紫外线、射线、磁场、纳米技术以及几种方法合用。这些技术的优点是，能最大限度地保持发酵食品的营养成分，是一项绿色加工技术。钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。对于应用于发酵食品生产的现代物理技术，生产厂家应根据自身的生产条件和规模，选用合适的技术来进行投资。目前有些技术还停留在试验阶段，投资时一定要进行认真的考察，要选用既成熟又能增加经济效应的新技术。懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。参考文献：1薛金柱，鲁中月.现代静电技术M. 北京：万国学术出版社，1988：421-424.2关效圣，贾 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