静电保鲜的原理与实例.PPTVIP

學 生:王奕程 指導教授:方 煒 博士 大綱 簡介 高壓靜電保鮮之原理與實例 高壓靜電場在植物體上的應用 高壓靜電場在人體上的應用 高壓靜電場在其他動物上的應用 高壓靜電場在淨化水質上的應用 高壓靜電場在基因工程上的應用 高壓靜電場的其他應用 靜電的其他應用 (非高壓) 延伸思考 參考資料 簡介 地球是一個巨大的靜電場，大氣電離層相對地面有360 kV的正電位，地面附近的電場強為130V/m。 地球上的各種生物，長期生長在這樣的靜電場中，慢慢的演化出適應這種環境的各種特性。如果我們試著在這樣的電場之外， 再加入一些適宜的電場，將可引發出不同的生物效應。 靜電對生物之影響 以靜電之臨界效應做說明 高壓靜電場生物效應之特點 劑量不定性 劑量=場強x時間。劑量不同，生物效應 也會不同。400kV/m的電場對小白鼠的 體重沒有影響。 而施以50kV/m電場，體重相較於對照組 成長了18.10%。 高壓靜電場生物效應之特點 參數多元性 生物體本身不但受自身生理生化，電磁 特性等因素影響，還要受外界不同的 因素影響。所以實驗時不但要考慮靜電 場的類型，而且還要考慮自身的品種、 含水量、周圍環境的溫度濕度等等。 高壓靜電場生物效應之特點 多向性 不同的生物對靜電的方向性要求不一樣。 階段性 一般生物體生長發育具有階段性，小時候生長的速度比較快，到中後期生長發育緩慢。生長發育的不同時期，電場的作用效應也會有所不同。 實例應用說明高壓靜電保鮮原理與實例 靜電保鮮的原理與實例 目前常用的保鮮方法，包括了低溫冷凍保鮮、放射線保鮮、化學保鮮、塗膜或氣調保鮮。 相較於這幾種保鮮方式，靜點保鮮具有幾項優點: 設備簡單 成本低廉 耗能小 保鮮效果好 不會留餘毒 不會造成二次污染 靜電保鮮的原理與實例 原理 : 靜電保鮮是利用高壓靜電場、高壓放電產生的負離子，以及臭氧等作用綜合的結果。 以下就分別針對三種的效用做原理的介紹和說明。 a.高壓電場之保鮮作用 a-1 外加高壓靜電場延緩生物食品的 新陳代謝以達到保鮮的作用。 生物體內水溶液離子受到細胞膜內外兩側的化學梯度(濃度)和電勢梯度(膜電勢差)兩種驅動力的作用，以此決定其運動方向及對細胞膜的穿透力。 若外加電場與膜電勢正方向一致，膜電勢差增大，反之則減少。膜電勢差的改變影響膜兩邊帶電粒子的定向轉動，進而產生生物電流，帶動生化反應。 a.高壓電場之保鮮作用 生物體內ATP 合成水準的提高，就是由膜電勢差的改變所引起的，進而加快了生物體的代謝過程。 若能找到一適宜的電場，降低 ATP 的合成水準，就能延緩新陳代謝，達到保鮮之作用。 a.高壓電場之保鮮作用 a-2 外加電場減緩生物食品的呼吸 作用，以達保鮮的作用。 正常情況下，果皮帶正電，果芯帶負電。在外加的電場作用下，改變生物體本身的生物電場，可控制蔬果呼吸作用酶的活動，導致呼吸強度減緩，以達到保鮮的效用。 a.高壓電場之保鮮作用 a-3 外加靜電場降低生物食品內酶的添 生，以達到保鮮的效用。 水和其他有極性的分子一樣，不但分子的排列和轉動狀態決定了水的結構，而且結構的變化也具有一固定的頻率。 外加電場作用可以改變生物體內酶蛋白周圍的水分結構，進而改變與其酶的結合狀態。若能讓酶的活性中心不能放出，而失去活性，就達到了延緩新陳代謝的目的，而產生了保鮮的效果。 b.負離子霧之保鮮作用 b-1 負離子直接作用於被保鮮的食品 使其呼吸強度降低、酶活性減弱、新陳代謝速率變慢等等。 b-2 負離子霧能淨化保鮮環境 外加負高壓靜電場中，大量的負離子可使帶中性的塵埃帶上電荷，進而在靜電場的作用之下，達到靜電除塵的效果。如此一來，將可大大的減低了傳播微生物的載體，抑制了被保鮮物的損壞。 c.臭氧之保鮮作用 利用高靜電場(電場強達35kV/cm)，可使空氣擊穿電暈放電，產生大量的臭氧和一些紫外線 c-1 臭氧具有強烈的殺菌消毒作用 c-2 臭氧可與乙烯發生反應，消除催熟作用 c-3 臭氧與負離子作用類似，對於新陳代謝有很 強的抑制效果，還可降低呼吸強度，減緩酶 的活性。 c.臭氧之保鮮作用 某些果品不適合用臭氧保