PEF技术采用精准控制的电脉冲温和打开原料中的细胞膜。这使得加工过程更高效，能更好地提取有价值的成分，无需进行热处理或化学处理。公司的创立使命是让PEF技术适用于各类规模的加工企业，目前已安装了多套系统。如今，PEF系统已应用于零食生产、马铃薯加工、果汁提取、水果干燥和蔬菜加工等领域，助力全球食品制造业转型升级。
比高静水压HPP更高效：PEF脉冲电场如何推动果汁灭菌“微秒”迭代
HPP点燃了高端果汁市场，但它是一批一批生产的。销量小没问题，一旦放量，产能和成本就成了瓶颈。PEF（高压脉冲电场）换了一种方式-连续生产。在保证新鲜口感的同时，提高产能，把单位成本压下来。PEF凭借其连续化生产优势与极低的热负荷，或成为非热力灭菌领域的关键技术方案。
什么是PEF技术？PEF是指利用高压脉冲实现电穿孔（Electroporation）。其核心原理是通过脉冲电场打开细胞膜，从而实现细菌灭活。细胞膜是细胞内物质进出的通道，通过电穿孔效应，可以实现对霉菌、酵母、细菌等微生物的有效灭活。
电穿孔效应与热效应是相辅相成的。你可以根据产品特性，使用不同强度的PEF与不同温度配合，使灭活机制基于蛋白质的变性。由于打开细胞膜并不需要大量能量，也不需要很长时间，因此整个过程的耗能极低。这就是为什么在果汁、植物基饮品、椰子水或西瓜汁中，都可以通过PEF机制实现高效灭活。
二、PEF的优势
（一）微生物灭活
目标微生物的选择至关重要。大肠杆菌、李斯特菌和酿酒酵母是比较典型的目标微生物。随着微生物的体型、属性及培养环境的不同，PEF的杀菌效果也会有所差异：温度越高，灭活效果越强。因此，工艺中常采用预升温处理。
对于温度适应性较差的产品，可选择高强度PEF处理或进行预加热；
对于温度耐受性较高的产品，可选择较低强度的处理方式。
温度可作为增效开关，通过适度预热降低PEF所需能量，从而提升杀菌效率。不同微生物类型对PEF的耐受性不同，因此需要针对性地选择目标微生物以确定PEF能量强度。
（二）保质期调控
通过调整PEF处理强度，可使产品获得不同的保质期：
欧洲市场：采用低强度处理方式，橙汁保质期约为3-4周；
美国市场：采用较高强度处理方式，保质期可达1个月。
可根据目标保质期选择PEF处理强度。新鲜产品必须具有有限的保质期，2-3周后产品品质可能出现变化，特别是高糖产品可能不再被标注为“鲜榨果汁”。因此，保质期标签、客户选择及营销策略均会有所不同。
在葡萄汁的实验中，PEF对大肠杆菌和酵母的灭活能力非常出色，能将保质期从不足15天延长至60天以上。这不仅减少了产品损耗，还通过增加销售时间，将零散批次合并为更大规模的批量生产，提升了生产计划的灵活性并降低了生产成本。
（三）基于pH值分类的品类效果
产品保质期首先取决于产品本身特性。根据pH值可将产品分为两类：
高pH值产品：保质期相对较短，因缺乏天然抑菌屏障，致病菌及其他细菌滋生的风险较高；
低pH值产品：具有额外的抑菌屏障，风险更低、保质期更长。
因此，高pH值产品通过PEF处理可实现更长的保质期。pH值以4.5为分界点。
1、热敏感介质处理
对于乳制品、椰子水等热敏感介质，PEF的处理效果极佳。能量越高，菌落总数下降越快，虽然产热会随之线性上升，但通过能量场与温度的协同，PEF可很好地解决HPP技术在处理某些产品时面临的问题。检测结果显示，PEF对椰子水的微生物控制效果非常出色，同时对植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）具有良好的灭活效果。此外，PEF可实现高效灭菌，且不会对口味产生负面影响。
2、霉菌、酵母菌与亚洲市场常见产品
不同微生物具有不同的敏感性。最常见的霉菌和酵母菌在水果和蔬菜中广泛存在，通过PEF处理可被完全灭活。
针对亚洲市场常见产品：
西瓜及西瓜汁：处理后菌落总数得到良好控制；
椰子汁：同样具有优异的灭菌效果，实现菌落总数的显著下降。
3、植物基替代饮品
无论是植物基饮品还是燕麦基饮品（作为牛奶替代品），PEF处理均具有良好的效果，可实现植物乳杆菌的有效灭活。相比传统热技术，PEF在技术迭代过程中不会出现任何产品蛋白污染，也未观察到蛋白质过热或产品变性的情况。
（四） PEF系统优势
ELEA PEF工业级系统采用连续化生产模式，涵盖进料罐、泵送、PEF处理及冷却等完整工艺环节，形成全流程连续运行体系。从HACCP（危害分析与关键控制点）角度出发，系统可对关键工艺参数进行实时监控与持续优化。尽管欧洲各国法规存在差异，但均要求企业建立完善的HACCP体系，以确保处理过程按照设定剂量稳定运行，从而保障产品安全。
（1）实时验证
在微生物把控方面，PEF需通过多种方式实时验证杀菌效果。为此，ELEA团队已在实验室及中试规模开展大量实验，以确定最佳处理方案。
（2）持续监控，完备的数据体系
按照HACCP要求，处理前后温度、热量回收以及各项关键参数都需连续监控，并始终保持在目标范围内，以确保工艺稳定性与食品安全。目前，该技术已获得美国FDA批准。
相比传统热处理，PEF对工艺控制的要求更高。系统需精准测量能量输入、温度变化及整体处理强度，并向各国监管机构证明其技术安全性与稳定性。通过持续的数据分析，可以验证处理过程是否达到预期安全标准；若处理强度不足，则可能带来产品浪费风险。因此，监管机构通常要求企业提交完整的数据与验证证据。
（五）热处理、PEF与HPP的横向对比
1、热能负荷分析
相较之下，传统热处理通常在数秒内迅速升温至90℃左右，热负荷较高；而PEF则更加依赖精确、可验证的过程控制，以在保障安全的同时，尽可能减少对产品品质的影响。
温度-时间曲线是评估热处理技术的经典方法：
传统热处理：通常在数秒内达到90°C；
PEF：温度更低、时间更短，是热处理和HPP的真正替代方案；
HPP：处理时间通常为5-6分钟，但处于低温环境。
从科学角度评估产品质量，必须综合分析温度-时间曲线。PEF的热能负荷远低于热处理，HPP的热能负荷最低，PEF略高，热处理最高。
2、综合性能对比
我们经常看到在安全、营养、价值之间可能会有一些冲突，通过PEF的处理有了更高的自由度：
热处理：标准解决方案，成本最低，但质量较差，能量使用高，且容易导致变色，像菠菜汁如果热处理会出现发棕的褐变的情况，但是通过PEF处理可以保证果汁的质量、色泽与风味。
PEF：连续化技术，产品质量优质。虽然投资与工艺成本比热处理高20-30%，但能通过优质品质在市场获得更高溢价。其系统紧凑（约5平方米），重量低，维护需求也更低。
HPP：质量最高，但能源和成本支出也最高。它是非连续的（批次），除非规模巨大且有配套无菌灌装技术，否则在大型持续性处理过程中，PEF通常是性价比更高的选择。
（1）PEF&HPP的适用条件
HPP将产品处理至最终瓶装阶段。是否适用HPP主要取决于生产规模及是否具备合适的灌装技术：
大规模生产：若具备无菌灌装或清洁灌装能力，PEF适用性较高；
小规模生产：若无无菌或清洁灌装条件，HPP可能更合适，因为可在最终包装内进行产品处理。
PEF是非常高性价比的选择，技术性能优异，且易于整合到现有生产线中。
（2）应用实例
欧洲市场上，不同产品采用不同技术：
小批量产品：使用HPP；
大批量产品（如芒果汁、橙汁）：使用PEF技术，因成本更低。
三、PIPE 系统
（一）设备数据
Pipe 系统包括处理室和脉冲发生器，处理能力为每小时3000-3500升。现有不同规格系统，处理能力从500升/小时到5000升/小时不等。设备占地面积约为5平方米，与HPP相比更加紧凑，重量更低，维护需求也更低。Pipe 系统还可应用于萃取工艺的早期阶段，通过触达细胞膜并打开细胞，提高萃取效率。
（二）Pipe 系统应用案例
大规模果汁灭菌处理：实现每小时大规模处理量，果汁产量从73.8%提升至76.2%。该客户在早期萃取阶段及后期微生物灭活阶段均使用了我们的设备；
葡萄酒生产：使用该技术处理葡萄，可获得更高的葡萄酒产量；
马铃薯行业：切割效果更加顺滑；
水果零食干燥：冻干技术应用前景广阔。
四、总结
PEF是一项非常有前景的技术，可实现低温微生物灭活。
这就是我的介绍，非常期待各位的提问和讨论，谢谢。
五、现场提问
提问：PEF相比HPP的主要优势是否在于可实现连续的大规模生产？
主要优势在于可在大型设备上实现连续化生产过程。目前市场上HPP的处理量约为500升，而PEF处理量可达3000升/小时。PEF处理过程中需要电能，但电能成本相对较低（约1.1美元或1.1欧元），因此在连续处理过程中能耗较小。但HPP对灌装工艺的要求更高。因此，对于大型连续化生产过程，若具备灌装工艺支撑，PEF是瓶装前处理的较优选择。
提问：高压脉冲杀菌能否应用于固体食品，例如新鲜坚果？
可以应用于固体食品，但应用更多集中在固体处理而非微生物灭活方面，因为固体食品的PEF处理可能需要更高的强度。例如，对固体食品进行风干处理时，PEF可帮助打开固体结构以提高干燥效率。固体食品处理需考虑尺寸因素，如10×10毫米的固体食品。大型土豆或肉类的微生物灭活在参数选择上也有所区别。相比之下，液体食品的PEF处理在尺寸要求上更为宽松。
提问：在低pH饮料中，PEF对芽孢杆菌的杀菌效果如何？
芽孢杆菌的灭活是一个前沿研发课题。芽孢杆菌需要更高的PEF处理强度。与HPP和热处理（巴氏杀菌）相比，PEF在相同温度下可实现非常好的灭活效果，例如80°C左右即可实现灭活。但目前尚未实现商业化应用，仍处于验证阶段。杀菌过程在美国需通过FDA认证，在中国也需通过相关认证方可商用。目前认证尚未完成，但这是一个极具研究价值的课题。
提问：在行业中进一步提升PEF处理，目前面临的最大挑战是什么？
目前PEF技术发展需关注以下几个方面：
市场认知与信心建立：PEF是一项新技术，需要让消费者和客户对其建立信心。HPP在这方面走在PEF前面，得益于星巴克等品牌对HPP技术的广泛应用。PEF在市场沟通与宣传方面相对滞后。
市场地位确立：HPP的市场地位已经确立，而PEF的市场体系尚未完全搭建完善。HPP在美国和中国市场已有较高认知度，但PEF的知名度仍有待提升。
技术推广策略：技术本身并无重大局限性，目前已在马铃薯行业得到较广泛应用。但马铃薯行业与饮料、果汁行业市场存在差异，如何在不同市场推广PEF技术是我们正在思考的问题。以"帮助客户节约成本和能源"作为切入点，同时致力于提升产品质量、提高效率和利润率，是有效的推广策略。
市场拓展方向：希望将技术推广至生产商、零售商、超市等各个环节，让更多人了解该技术。对于不同产品和领域，需要选择最合适的技术。
市场前景：目前市场对PEF技术的兴趣日益浓厚，未来部署将越来越多，离大规模商用也越来越近。特别是亚洲市场对我们来说非常有吸引力——果汁及相关健康饮品市场持续增长（德国果汁市场相对下滑，而中国处于快速增长阶段），因此PEF在中国市场具有广阔前景。
