高压脉冲电场（PEF）商业化市场分析

中文名：高压脉冲电场，英语名：High intensity pulsed electric field，英语缩写：HPEF

一般我们把高压脉冲电场，简称为：脉冲电场，英语名：pulsed electric field，英语缩写：PEF

某百科说“高压脉冲电场，是近年来液态食品非热处理领域研究的热点之一”，“脉冲电场(Pulsed Electric Fields, PEF)处理是一种新型的非热食品杀菌技术”。

其实这些说法有些片面，高压脉冲电场是近十几年来最有前途实现工业化连续生产和最具有商业价值的加工技术之一；它能广泛应用于食品行业、生物医药行业、化妆品行业、污水处理行业。

对于高压脉冲电场PEF的作用机理,现在有多种假说,大多数研究者倾向于认同电场对细胞膜的影响,以此为基础进行了动力学的推导。当细胞处于电场中时,细胞膜在强电场的作用下,产生可修复的破裂或穿孔,使细胞组织受损,导致细胞失活,这种现象称为电穿孔,这己经在细胞融合和提取细胞内物质的处理中得到了应用。对细胞膜较为通用的模型认为细胞膜的厚度大约为7nm~10nm,细胞膜可等效于一个具有低介电常数电介质的平板电容器,电介质的厚度约为3nm,细胞膜 两表面带有极性相反的自由电荷,大多数细胞膜产生穿孔的临界电势在0.7V~2.2V之间。

Teissie等人指出,在强电场作用下,细胞膜表面不断堆积电 荷,从而诱导产生横跨膜电势,当横跨膜电势大于临界电势时,细胞膜破裂形成穿孔。

Castro等人解释穿孔的原因,是由于细胞膜两表面堆积的异号电荷相互吸引,引起膜的挤压,当这种电挤压力大于膜的弹性力时就产生穿孔。

这种现象称为电穿孔现象；这种电穿孔分为不可逆的电穿孔和可逆电穿孔。

不可逆电穿孔，细胞死亡，孔径的大小由细胞的种类和设备的电气参数决定，小孔径水分会自然流出，大孔径细胞内物质会流出。

商业应用价值为：食品工业：例如固体原料中的提取和干燥，使用PEF作为预处理步骤可以，提高加工效率，速度和产品质量；增加产能、增加产量、节约能耗、降低生产成本；

生物医药化妆品工业：增强提取，提高加工的效率、速度和产品质量
可逆电穿孔，细胞不会死亡，而且还会允许营养液、化学品，药物或DNA被诱导引入细胞。

商业应用价值为：园艺花卉行业：增加植株的成活率、大大减缓鲜花枯萎；种子行业：刺激增殖、提高成活率；微藻行业：刺激增殖、有益代谢物的富集；

该技术在分解植物、动物或微生物细胞方面的潜力已被证明，在提取或干燥之前对组织进行预处理，以及保存优质、冷冻产品或含有蛋白质的培养基已被确定为有前景的应用。该技术可以达到工业规模；德国食品技术研究所正在开发原型设备。