【文章內(nèi)容簡介】 產(chǎn)生一系列復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)。 電離輻射對生物作用的全過程，可以簡化如下 : 2. 電離輻射對農(nóng)產(chǎn)品和食品的影響 (1)生物學(xué)效應(yīng) :生物學(xué)效應(yīng)有殺菌、殺蟲作用，使果樹生長發(fā)育異?；?，抑制馬鈴薯、洋蔥、大蒜、地瓜等生根發(fā)芽，防止蘑菇開傘，延緩香蕉、番茄后熟，促進(jìn)桃子、柿子成熟等 (2)化學(xué)效應(yīng) :化學(xué)效應(yīng)有增加干制食品的復(fù)水性能，提高小麥面粉加工面包的性能，改進(jìn)酒的品質(zhì)，促使蛋白質(zhì)、淀粉等的變性，提高發(fā)酵飼料中各種酶類的分解能力等。 第三節(jié) 食品中 電特性測定 食品 電特性包括介電常數(shù)、介質(zhì) 損耗因數(shù)和介質(zhì)損耗角正切等。 1．諧振法 測定電導(dǎo)率、損耗角正切和相對介電常數(shù) 諧振法可用 Q表來測定。 Q表是一個由可調(diào) 頻率的振蕩器激勵一個 RLC電路，由電源、 諧振元件和電壓表等三個主要元件組成。 AdC sr0?? ?)11(tan21211CCC ????? mdmSCCCFCFCs平板電極間的距離，電容器的平板面積。加物料后的電容，加物料前的電容，?????????????????????22121 2．電橋法 在低頻下測量物料介電系數(shù)和介質(zhì)損耗正切 原理是把被測試樣作為一個橋臂，其它三 個橋臂的阻抗是已知的，調(diào)節(jié)電橋達(dá)到平 衡。根據(jù)平衡條件求出試樣的并聯(lián)等值電容 和電阻，而計算出試樣相對介電常數(shù)和損耗 角正切。 相對介電常數(shù) ,C0為介質(zhì)真空時的電容 ,只與電極系統(tǒng)有關(guān)的一個常數(shù) . or CC 3???21123 11tgCRRC??22 RCtg ?? ? 第三節(jié) 電學(xué)特性在食品工程中的研究及應(yīng)用 一 歐姆加熱 歐姆加熱的原理是把物料作為電路中 一段導(dǎo)體 ,利用導(dǎo)電時它本身所產(chǎn)生 的熱達(dá)到加熱的目的。 大多數(shù)食品含有可電離的酸和鹽 ,當(dāng)在食品物料的兩端施加電場時 ,食品物料中通過電流并使其內(nèi)部產(chǎn)生熱量。 對于極低水分、干燥狀態(tài)的食品 ,這種方法也不適用。 具有一定粘稠度、含顆粒食品物料 P=V2/R 食品、食品原料中含有各種電解質(zhì)，其電阻很 小，所以發(fā)熱量大。 利用直流電會引起食品成分的電解變質(zhì)，會使電 極很快發(fā)生電解腐蝕，食品被金屬離子污染。 食品各部分的加熱速度為 式中， ρ —— 密度； cp—— 各部分物料比熱容； R—— 電阻。 所以通電加熱在食品加工中一般采用交流電，其發(fā)熱量為 : 食品物料經(jīng)進(jìn)泵流經(jīng)歐姆加熱管柱，物料逐漸被 加熱到殺菌溫度，然后進(jìn)人保溫系統(tǒng)，達(dá)到要求 的殺菌強度，再經(jīng)列管式熱交換冷卻器，最終進(jìn) 入無菌貯罐，以便進(jìn)行無菌灌裝。 二 高壓脈沖電場殺菌 具有殺菌時間短、能量使用率高、基本上不 破壞食品風(fēng)味物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)等特點，能避 免食品加熱處理帶來的不良影響。 利用高壓脈沖電場殺滅液體食品中的有害微 生物，是近年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)。 Sale 和 Hamilton(1967)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)給細(xì)胞膜加上外加電場，細(xì)胞膜上的內(nèi)外電勢差（ TMP）增大，當(dāng)TMP達(dá)到 1V左右時，細(xì)胞膜便失去功能。 Zimmermann(1986)提出介電破壞理論，根據(jù)該理論，細(xì)胞膜被看作為電容，在高壓電脈沖作用下，膜兩側(cè)電位差進(jìn)一步變大，由于電荷相反，它們相互吸引形成擠壓力，當(dāng) TMP達(dá)到 1V左右時，擠壓力大于膜的恢復(fù)力時，膜就會破裂。 Tsong(1991)從液態(tài)鑲嵌模型出發(fā)，提出電穿孔理論，該理論認(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)胞膜失去半滲透性質(zhì)，細(xì)胞膨脹而死。 1 殺菌機理 對模擬牛奶中的大腸埃希氏桿菌進(jìn)行高壓脈沖電場處理，在透射電子顯微鏡下可清楚地看見其形態(tài)改變且有明顯壓痕。在同樣條件下分別對金黃色葡萄球菌和啤酒酵母處理，在掃描電鏡下可觀察到細(xì)胞壁收縮，變得粗糙，在透射電子顯微鏡下可觀察到金黃色葡萄球菌的細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯改變，啤酒酵母的細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞器外溢。 2 殺菌效果 高壓脈沖電場對微生物作用明顯，而且酵母比細(xì)菌更易被殺死，革蘭氏陰性細(xì)菌比革蘭氏陽性細(xì)菌更易殺死。影響殺菌效果的主要因素是電場強度和處理時間。對于細(xì)菌孢子，即使更高的指數(shù)形和方波高壓脈沖電場，也對孢子無效果，只對發(fā)芽的孢子有失活現(xiàn)象，但高壓電場不促進(jìn)孢子發(fā)芽；而雙極形高壓脈沖電場對細(xì)菌孢子有明顯的作用。 3 影響微生物高壓脈沖電場敏感性因素 食品的電阻率越大，也就是食品中離子強度越小，殺菌效果越好。但是，離子能增大細(xì)胞的穿透膜電勢。隨著食品中蛋白質(zhì)、或脂肪、或黃原膠含量的增加，微生物對高壓脈沖電場的抵抗力增強。含菌溶液溫度高時的殺菌效果比低時好。 pH值越小，微生物失活率越大。能量相同、電壓或波形不同的高壓脈沖電場，殺菌效果不同。能量及電壓相同的方波形脈沖電場比指數(shù)形高壓脈沖電場殺菌效果好。指數(shù)形雙極性高壓脈沖電場比指數(shù)形單極性高壓脈沖電場殺菌效果好。另外微生物的生長期、溶液的含菌量、食品處理室的結(jié)構(gòu)等也與殺菌效果有關(guān)。高壓脈沖電場對粉狀物料的殺菌效果不顯著。 4 高壓脈沖電場對酶的影響 5 高壓脈沖電場對食品質(zhì)量的影響 用高壓脈沖電場和熱分別對蘋果汁、牛奶（含 2%脂肪）、全蛋液、碗豆汁殺菌，兩種方法加工的食品的感官特性沒有明顯差別，只是電處理過的蛋液的顏色和粘度有變化。高壓脈沖電場對未過濾的蘋果汁、果漿含量高的桔汁、菠羅汁、天冬甜素溶液的感官特性也沒有影響，桔汁中維生素 C的含量也沒有改變，處理過的蘋果汁比新鮮的蘋果榨汁味道更好。高壓脈沖電場加工的桔汁中易揮發(fā)物質(zhì)損失為 13％，萜二烯和丁酸乙酯的損失分別為 15％和 26％，而熱殺菌的桔汁中萜二烯和丁酸乙酯的損失分別為 60％和 82％。高壓脈沖電場加工的桔汁中氣味物質(zhì)的損失率為 3%，而熱殺菌的損失率為 22%，且 3%的損失是由于處理室設(shè)計不當(dāng)造成。 食品處理室 檢測儀表 脈沖電源 冷卻系統(tǒng)