高壓脈沖電場（PEF）商業化市場分析

中文名：高壓脈沖電場，英語名：High intensity pulsed electric field，英語縮寫：HPEF

一般我們把高壓脈沖電場，簡稱為：脈沖電場，英語名：pulsed electric field，英語縮寫：PEF

某百科說“高壓脈沖電場，是近年來液態食品非熱處理領域研究的熱點之一”，“脈沖電場(Pulsed Electric Fields, PEF)處理是一種新型的非熱食品殺菌技術”。

其實這些說法有些片面，高壓脈沖電場是近十幾年來最有前途實現工業化連續生產和最具有商業價值的加工技術之一；它能廣泛應用于食品行業、生物醫藥行業、化妝品行業、污水處理行業。

對于高壓脈沖電場PEF的作用機理,現在有多種假說,大多數研究者傾向于認同電場對細胞膜的影響,以此為基礎進行了動力學的推導。當細胞處于電場中時,細胞膜在強電場的作用下,產生可修復的破裂或穿孔,使細胞組織受損,導致細胞失活,這種現象稱為電穿孔,這己經在細胞融合和提取細胞內物質的處理中得到了應用。對細胞膜較為通用的模型認為細胞膜的厚度大約為7nm~10nm,細胞膜可等效于一個具有低介電常數電介質的平板電容器,電介質的厚度約為3nm,細胞膜 兩表面帶有極性相反的自由電荷,大多數細胞膜產生穿孔的臨界電勢在0.7V~2.2V之間。

Teissie等人指出,在強電場作用下,細胞膜表面不斷堆積電 荷,從而誘導產生橫跨膜電勢,當橫跨膜電勢大于臨界電勢時,細胞膜破裂形成穿孔。

Castro等人解釋穿孔的原因,是由于細胞膜兩表面堆積的異號電荷相互吸引,引起膜的擠壓,當這種電擠壓力大于膜的彈性力時就產生穿孔。

這種現象稱為電穿孔現象；這種電穿孔分為不可逆的電穿孔和可逆電穿孔。

不可逆電穿孔，細胞死亡，孔徑的大小由細胞的種類和設備的電氣參數決定，小孔徑水分會自然流出，大孔徑細胞內物質會流出。

商業應用價值為：食品工業：例如固體原料中的提取和干燥，使用PEF作為預處理步驟可以，提高加工效率，速度和產品質量；增加產能、增加產量、節約能耗、降低生產成本；

生物醫藥化妝品工業：增強提取，提高加工的效率、速度和產品質量
可逆電穿孔，細胞不會死亡，而且還會允許營養液、化學品，藥物或DNA被誘導引入細胞。

商業應用價值為：園藝花卉行業：增加植株的成活率、大大減緩鮮花枯萎；種子行業：刺激增殖、提高成活率；微藻行業：刺激增殖、有益代謝物的富集；

該技術在分解植物、動物或微生物細胞方面的潛力已被證明，在提取或干燥之前對組織進行預處理，以及保存優質、冷凍產品或含有蛋白質的培養基已被確定為有前景的應用。該技術可以達到工業規模；德國食品技術研究所正在開發原型設備。