杀菌效果和机理的相关讨论

脉冲电场的杀菌效果示意图如图5-65所示，该图是微生物残留曲线。

考虑到脉冲电场对微生物的影响，脉宽在1μs以上的情况下，微生物细胞膜上施加的电压与细胞的形状有关，由式（5-16）计算：

U_c＝1.5aE_ccosθ （5-16）

式中，U_c为细胞膜绝缘耐压；a为将细胞看作球形时的半径；E_c为临界电场强度，θ为电力线方向和细胞膜位置的夹角。

图5-65 脉冲杀菌下微生物残留特性

如前所述，在式（5-16）中

U_c＞1V

在施加了一定数量的脉冲后，细胞膜会产生不可修复的孔洞，细胞内的物质就会流出导致细胞死亡。(https://www.xing528.com)

在微生物学领域，欧洲的Uneliver研究所和德国研究所的研究处于领先地位，其中，Hulsheger等人通过实验研究被脉冲电场处理过的微生物的生存比例与电场强度以及处理时间之间的关系。

电场杀菌的生存率曲线相关的实验公式如下

式中，S为相对生存率（从0～1表示）；t为处理时间；t_c为处理的临界时间；E为施加的电场强度；E_c为临界电场强度；k为微生物的尺寸参数。

最新的研究显示式（5-17）中的变量E_c和k与时间t相关，关于这一点的分析正在进行之中。关于机制的解释，由于细胞的孔洞与时间因子之间的关系是很重要的，相关的研究也在进行之中。

另外，对于脉冲电场杀菌，由于处理对象产生的焦耳热损失会使温度上升，因此实验中必须确认不存在温度升高而导致的热杀菌的问题。关于同时使用脉冲电场和加热法进行杀菌的研究也有相关报告。

对于脉宽更短的脉冲（特别是100ns以下）对微生物的影响会使得上述现象更为明显，到目前为止已经有了短脉冲对不同微生物的影响的研究报告。