电场处理对酶活力的影响

黄 艺，李丹丹*，杨 哪，陶 阳，韩永斌

（1 南京农业大学食品学院全谷物食品工程研究中心 南京210095 2 江南大学食品学院 江苏无锡214122）

酶是活细胞产生的、具有高效催化功能的一类特殊蛋白质及某些核糖核酸。一方面，酶是生命活动必不可缺的条件，生物体代谢的各种生化反应几乎都是在酶的催化作用下进行的；另一方面，与常规的化学催化剂相比，酶具有高效、反应条件温和、高度专一性、受调节控制和对环境友好等特性，使其作为一种催化剂在食品、轻工、化工、医药、环保、能源和科学研究等多个领域得到广泛应用[1-2]。酶在食品工业中所起作用是双方面的，有些酶催化的反应不利于加工，例如多酚氧化酶、过氧化物酶导致食品褐变；有些酶催化的反应是加工过程需要的，如淀粉酶降解淀粉生产淀粉糖，蛋白酶降解蛋白生成风味肽等[3]。如何在生产中利用酶的特性，促进或者钝化酶的催化作用，让酶更好地服务于工业生产以及人们的日常生活具有深远意义。

电场处理是一种利用高电流或高电压实现快速传热或传质的新型食品加工技术，具有“绿色、高效、连续化”等工业生产属性[4-6]。通常地，低强度电场处理可改善酶活性，降低反应的活化能，有利于酶促反应的进行；而高强度电场处理会严重破坏酶分子的结构，使酶活性钝化[7-8]。电场逐渐成为食品资源开发与利用的重要手段，在酶促反应领域有着重大的科学价值和应用潜力。本文从电场技术入手，综述电场在激活和钝化酶促反应中的应用现状，指出电场改变酶活力的关键影响因子及机理，以期为利用电场技术实现食品组分高效酶法改性和钝化酶活力来改善食品贮藏性提供理论依据。

1 电场技术的简介

食品领域常用的电场技术有脉冲电场（PEF）、欧姆加热（OH）和感应电场（IEF），其结构示意图见图1。PEF 和OH 是通过在金属电极两端施加电压的方式产生电场，属于电极类电场技术[6]；IEF 是通过电磁诱导的方式产生电场，属于磁电诱导类电场技术[9]。

1.1 脉冲电场（PEF）

PEF 是一种新型的非热加工技术，通过反复向两个平行金属电极施加高电压（0～50 kV）、短脉冲（0～100 μs）形成脉冲波的方式作用于食品中的微生物、酶和营养成分[10-11]（图1a）。脉冲波形有指数衰减波形、方波波形和阻尼RLC 脉冲波形3种。低强度脉PEF 处理可诱导酶分子极化，改善α-淀粉酶、麦芽β-淀粉酶等的活性，在食品组分高效酶法改性中有着较大应用前景[12-14]。高强度PEF 处理会导致微生物细胞膜穿孔、裂解以及酶结构的破坏，从而达到杀菌、钝酶和延长食品保存期的目的[7]。与传统的热力杀菌、钝酶方式相比，PEF 处理时间极短，通常在几十微秒之内就可以完成，热能损失少且不需要加热，对食品成分的破坏较小，能够最大限度的保留食品本身的风味、色泽、口感和营养价值[11，15]，在半固态或液态食品的连续杀菌、钝酶中具有广阔的应用前景。

1.2 欧姆加热（OH）

OH 又称电阻加热，焦耳加热或电子加热，是通过在电极两端施加电压，利用食品材料中电解质溶液离子或熔融电解质的定向运动产生焦耳热的方式进行加热[16]，工作原理见图1b。根据所施加电压类型的不同，分为直流欧姆加热（电压：0～1 000 V/cm）和交流欧姆加热（电压：0～1 000 V/cm；频率0～1 000 Hz，常用110 V/cm 或220 V/cm，50 Hz 或60 Hz）两种。由于直流电往往会导致比交流电更严重的电极腐蚀，因此在实际生产中多采用交流欧姆加热[17]。OH 过程中的电场亦称作中强电场（MEF），目前MEF 与OH 的概念尚无明确的区分。与传统加热方式相比，OH 是物料直接将电能转化为热能的过程，不需要物体表面和内部存在的温度差作为传热的推动力，而是在物料的整个体积内自身产生热量，具有加热速度快、加热均匀、能量利用率高等特点，且所得产品营养成分损失少、品质高[18-19]。除了热效应外，研究者也证明OH 会产生非热效应，导致蛋白等带电大分子的极化以及细胞膜的电穿孔[20]。目前，OH 已广泛用于杀菌、钝酶、脱水、提取和有机合成等方面[21]。

图1 常用电场技术结构示意图Fig.1 Structure diagram of common electric field technology

1.3 感应电场（IEF）

IEF 是以变压器为基本结构，通过磁电诱导产生电场的方式对次级线圈中的液体样品进行处理，属于电磁诱导类电场技术（图1c）。该技术首先由Rosenbauer 于1997年提出，之后俄亥俄州立大学Sastry 等[22]于2000年分析了IEF 的优势：IEF 可在不使用金属电极的情况下通过产生磁感应电压来处理液态食品，一方面与OH 产生的电场强度、频率类似，也可强化食品的传热传质；另一方面，也可避免金属电极类电场技术处理食品过程中可能导致的电极腐蚀和产品重金属污染问题。2013年，Pryor 博士[23]利用Comsol Multiphysics软件模拟得知当海水作为感应电场次级线圈时，在初级线圈输入激励电压后同样可在海水中获得感应电压和感应电流。这些报道均表明IEF 可替代电极类电场加工技术，应用于食品、医药、化妆品等领域。基于此，Jin 等[24]于2015年搭建了连续流IEF 系统。张梦月[25]证实了IEF 可有效钝化苹果汁中的多酚氧化酶和过氧化酶。Zhang 等[26]和Li等[27-28]研究表明IEF 的加工效率与其反应单元、系统等效阻抗、输出功率、加载功率因子以及温度等因素相关。

2 电场处理改变酶活力的机理

目前，电场处理改变酶活力的机理尚不完全明确，普遍认为与热效应、电化学和电解反应以及酶分子的极化有关。

2.1 热效应

温度的增加会显著改变酶的构象，从而增加或降低酶活。在电场处理过程中，电流通过有阻抗的物料时，会产生焦耳热效应。OH 处理会导致样品温度迅速增加，其产生的热量与电场强度的平方和样品电导率成正比[19]。IEF 的电场强度和频率与OH 类似，因此也会导致较强的热效应。Li 等[28]报道经励磁电压75 V、励磁频率400 Hz 的IEF 处理30 min 后，多糖酸解液的温度会增加大约25℃。PEF 脉冲短，处理时间短，属于非热加工技术，产生的温升较小，通常低于5 ℃[6]。综上，利用OH和IEF 处理酶时，热效应的影响不可忽略，然而利用PEF 时热效应的影响通常可忽略。

2.2 电化学反应和电解反应

电极表面发生的电化学反应会导致正负极周围发生部分电解[29-30]。水的电解会产生氢气、氧气以及离子（H+和OH-）[29]。氧气经过光解后形成活性氧（ROS）【包括超氧阴离子自由基（O2-）、单线态氧（1O2）和过氧化氢（H2O2）】。在电场作用下，H2O2与臭氧（O3）之间亦可反应生成羟自由基（·OH）[31]。在活性氧或自由基的作用下，生物大分子的分子链可能被打断，发生降解。Ma 等[29]报道经PEF 处理后，果胶的酯化度和分子质量均降低。此外，离子、蛋白质和其它聚电解质等带电分子会沿着电场方向迁移，使局部pH 值发生改变并造成电极表面的腐蚀。离子的积聚也会改变生物大分子内部的静电相互作用，导致其构象变化[32-33]。当电场强度增大到一定程度时，蛋白质会发生疏水作用和二硫键交联作用造成蛋白质聚集，溶解度下降，即产生蛋白聚集现象。静电相互作用在聚集物的形成过程中起到非常重要的作用，疏水相互作用、氢键和二硫键同样也是聚集物形成的作用力。吴梨[32]发现在PEF 处理过程中，蛋清蛋白分子的空间结构逐渐展开，内部的疏水基团和巯基逐渐外露，蛋白分子间发生聚集、形成不溶性的蛋白聚集体。

2.3 酶分子的极化效应

在电荷分布不均匀的分子中，正、负电荷中心不重合，每个分子可以等效为一个电偶极子。在没有外加电场作用时，偶极距的取向是杂乱的；在有外加电场作用时，非极性分子中的正、负电荷向相反方向位移，产生感应偶极距，而极性分子中分子固有偶极距趋向于沿电场方向排列[34]。Neumann等[35]的研究证实了电偶极距的形成以及离子环境中分子结构的极化是导致生物大分子构象转变的原因。Barba 等[36]报道称只有电场强度达到临界值时，才可引起蛋白分子的极化。如图2所示，在低强度PEF 作用下，蛋白分子沿着电场方向有序排列，然而其结构变化较小；高强度PEF 可诱导蛋白分子极化，其内部的疏水基团外露；随着电场强度进一步增加，极化蛋白分子间通过疏水相互作用络合[36]。电场对酶分子的影响与介质导电性和蛋白电荷密度有关[5]。金属盐可增加介质导电性，提高电加工效率[37]，且金属离子可与酶分子的活性部位结合，直接改变酶活力或通过改变酶分子的电荷密度影响电场的极化效应[5，20，38-40]。

图2 脉冲电场作用下蛋白质的极化行为[36]Fig.2 Polarization behaviour of protein under pulsed electric field treatment[36]

3 电场处理改变酶活力的研究进展

3.1 临界电场强度（Ec 值）

Ec值是电场处理改变生物大分子结构、构象和功能所需的阈值[36]。目前，描述Ec值主要基于电场强度[41-42]，然而其它加工参数对Ec值也有一定影响。对于脉冲电场来说，Ec值包括电场强度、脉冲数、脉冲频率、处理时间、脉冲能量、总比能量输入和处理温度等参数[43]，其大小取决于电场处理系统配置、腔室几何形状、电极和电场的传递速率、介质电导率、介质pH 值、底物带电性质等。例如，在PEF 分批处理系统（1）或连续处理系统（2）中可用特定的能量输入（Q）来描述Ec值[43-44]：

式中，U——电压，V；I——电流，A；tp——脉冲宽度，μs；n——脉冲数量；R——材料的电阻率，Ω；w——样品质量，g；f——脉冲频率，Hz；m——产品质量流量，mL/s。

近年来的研究证明Ec值是导致生物大分子结构改变的原因，每种生物大分子的Ec值是特定的。若能准确计算出某种酶的Ec值，即可根据实际情况设定电场加工参数以达到预期效果。Ec值通常代表酶活力开始发生转变的电场参数。然而在涉及生物大分子修饰的研究中，想要准确测定出电场参数实际值以描述其变化的开始是十分困难的。目前大多数的研究都使用一组参数或单个设置值的范围来定义变化的开始和进展。然而分子极化或自由基产生的时间序列在微秒范围内，在没有快速检测和鉴别方法的情况下，无法准确测定Ec值[36]。此外，生物大分子的结构修饰可以在较低的强度下开始，并在逐渐增强的电场处理过程中形成累积效应。在电场处理期间，生物大分子构象恢复到原始状态或分解成其它形式的暂时性改变亦会使Ec值的准确检测复杂化[37]。尽管在正确建立测定体系方面仍存在困难，但Ec值的准确估计对于促进电场处理生物大分子修饰过程中的可预测性是必要的。

3.2 电场改善酶活力的研究

低强度电场处理可通过热效应、电化学反应和极化效应改善酶活力，然而这方面的报道相对较少，主要集中于淀粉酶和氧化酶这类耐热性的酶。

3.2.1 脉冲电场（PEF）改善酶活力的研究 低强度PEF 处理提高酶活力的机制可能是维持酶蛋白分子结构的次级键在电场作用下发生改变，酶分子重新折叠，更多色氨酸等芳香族氨基酸残基暴露，使酶结构更为有序和灵活，更加容易与底物结合，进而使酶活性增加[45-46]。Ohshima 等[46]利用12～13 kV/cm 的PEF 处理过氧化物酶、烯醇化酶、β-半乳糖苷酶、乳酸脱氢酶、转化酶和葡萄糖淀粉酶时发现，6 种酶的活力可提高5%～20%，然而随着PEF 电场强度的进一步增加，酶活力降低。Gürsul 等[47]研究发现低强度PEF（600～1 200 V/cm）处理可改善番茄细胞中苯丙氨酸氨裂解酶活性，且改善效果与电场强度和脉冲数显著相关。田美玲等[48-49]研究了PEF 对α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和果胶酶活力的影响，结果表明分别在15 kV/cm、100 mL/min，15 kV/cm、80 mL/min，12 kV/cm、80 mL/min 的条件下处理，3 种酶的一级结构未发生明显变化，而二级结构和三级结构改变，结构有序性增加，活性分别增加22.13%，20.74%和21.89%，且3 种酶的贮藏稳定性增强、最适温度范围增加。李超群等[13，50-51]研究发现PEF 处理有利于提高大麦萌发的活力。经PEF 处理后，β-葡聚糖酶、α-淀粉酶和β-淀粉酶的活力最高增加21.46%，26.48%和23.57%；Ca2+可改善PEF 对麦芽淀粉酶活力的促进作用，在电压10 kV、频率500 Hz、脉冲宽度7 μs 和处理时间12 min 时，α-淀粉酶的活力和糖化力分别提高了54.02%和12.65%。总之，低强度PEF 可通过改变酶的二级和空间结构，增加其结构有序性，从而改善某些酶尤其是耐热淀粉酶的活力，且改善作用与电场强度、频率、脉冲宽度、脉冲数、流速和金属离子等因素有关。

3.2.2 欧姆加热（OH）改善酶活力的研究 OH 处理时会快速产热，主要用于钝化酶。然而，有少量研究表明，在消除热效应时，OH 加热过程中的MEF 也可改善酶活力。Varella 等[52]于1984年利用OH 处理来加速α-淀粉酶催化的木薯淀粉的液化过程。之后，Samaranayake 等[8]研究了MEF（1 V/cm）对α-淀粉酶活力的影响，结果表明在频率1～60 Hz 时，淀粉酶的活力逐渐增加，最高可达41%（60 Hz），然而随着频率的进一步增加，酶活力不变或略有下降。利用Matlab 软件的Runge-Kutta算法编程分析淀粉酶在电场中的运动模式发现，酶分子在电场做平动的同时由于受力不均匀会发生旋转：当频率＜60 Hz 时，酶分子做沿着电场线方向平动的位移大于水分子间的间距，酶活力增加；当频率＞60 Hz 时，电场方向快速变化限制了酶分子平动的位移，酶活力不变或略有降低。我国的科学家也对MEF 在提高酶活力方面的应用进行了一些研究。杨慧等[53]利用60 Hz 的低频电磁场促进α-淀粉酶催化降解玉米淀粉，结果表明低频电磁场对淀粉颗粒和结晶结构无显著影响，对淀粉酶一级结构的影响不显著，对酶分子二级和三级结构产生可逆性影响。何熙等[54]利用电场处理进入发酵后期的瓶装腐乳，发现电场强度低于300 V/cm 时，毛霉中的蛋白酶酶活性无明显变化，然而在电场强度300～500 V/cm 下作用6 min，可以缩短15%的后发酵期。王志勇[55]利用分子动力学手段研究了葡萄糖氧化酶在电场作用下（0.001 V/nm）的结构变化，结果表明随着电场处理时间的增加，该酶的总能量增加，运动性增加，氢键和二级结构发生变化，然而整体结构变化不大。杨晓宇[56]利用分子动力学手段研究了过氧化氢酶在电场作用下结构的变化，结果表明在强度为0.001 V/nm 的电场作用下，过氧化氢酶内部结构中骨架原子及酶蛋白的旋转、平动等位置变化发生了一定的变化，然而整体结构变化不显著。总的来说，消除热效应时，低强度电场对酶结构的影响较小，可在一定程度上改善酶活，改善作用与频率显著相关。

3.2.3 感应电场（IEF）改善酶活力的研究 IEF是基于磁电诱导构建的无电极电场技术，是近年来新兴的电场技术，在食品工业具有广阔的应用前景。目前国内外关于IEF 激活酶的报道尚缺乏。张梦月[25]研究发现，IEF 在50 ℃条件下时处理苹果汁，多酚氧化酶的相对酶活力增加了15.12%，过氧化物酶的相对酶活力增加了26.01%。

表1 电场处理改善酶活力的研究Table 1 Studies on improving enzyme activity by electric field-based techniques

3.3 电场钝化酶活力的研究

酶活力的钝化是食品保藏中的一个关键加工工序。食品工业中通常采用加热处理进行灭酶，热处理的温度取决于酶的种类，然而大多数是在60～90 ℃之间采用高温短时或超高温瞬时灭酶。热处理灭活效果好，然而高温处理大大损坏了食品原有的风味、品质及营养成分等且耗能高。电场处理是一种利用高电流或高电压实现快速传热或传质的新型食品加工技术，不仅能够改善酶钝化效率，缩短酶钝化时间，降低能量，还能够较好地保留产品原有的色、香、味和功能性成分[15，18]。

3.3.1 脉冲电场（PEF）钝化酶活力的研究 低强度PEF 可改善一些酶的活力，然而高强度PEF 处理可有效钝化食品中的内源酶。目前，PEF 已被证明对牛奶和大多数蔬菜水果中的内源酶，如碱性磷酸酶、果胶甲基酯酶、聚半乳糖醛酸酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、脂氧合酶、氢过氧化物裂解酶和β-葡萄糖苷酶等均有较好的钝化作用[7]。其中，多酚氧化酶、过氧化物酶、果胶甲基酯酶和氢过氧化物裂解酶的活性可降低85%～100%，而聚半乳糖醛酸酶，脂氧合酶和β-葡萄糖苷酶的活力降低小于50%。值得注意的是，与PEF 灭活微生物相比，PEF 钝化酶活力所需电场强度要高许多，通常要达到20 kV/cm 以上。PEF 处理过程产生的热效应较少，主要通过电化学和电解反应以及极化效应改变蛋白的二级结构和空间结构。Zhong 等[57]利用强度22 kV/cm、脉冲宽度1.5 μs、频率10 Hz 的指数衰减PEF 处理辣根过氧化物酶，发现该酶活力的降低与其α-螺旋含量下降和荧光强度增加有关。有研究表明，PEF 处理对脂肪氧化酶[58]、果胶酯酶[59]和辣根过氧化物酶[60]结构和活力均有影响，PEF 处理后3 种酶二级结构中的α-螺旋含量均显著降低，荧光光谱强度下降，活力显著降低，且随着电场强度和脉冲数增大，钝化效果增强。董铭等[61]综述了近年来关于PEF 处理食品蛋白质的研究，表明脉冲电场可破坏维系蛋白质高级结构的次级键，导致蛋白分子内部疏水基团暴露，改变蛋白质表面疏水性和溶解度等特性。脉冲电场对酶的结构影响与酶的种类有关，不同酶因其结构和活性位点不同而对脉冲电场的敏感程度也不同。同时，脉冲电场场强、能量、脉冲波宽度和频率、处理室体积等脉冲设备参数以及酶所在体系的pH值、电导率、浓度等物理化学环境等都会影响到PEF 对酶结构的影响程度。电场处理模型的描述有助于建立合适的处理条件，从而得到希望的抑制效果。为此，学者们提出了一些经验方程来预测PEF 处理对酶活力的抑制效果，如下式所示[62]：

式中，RA——相对酶活力，%；RA0——酶的初始活力，%；kE、kt、k0、k1、k2、k3——抑制速率常数；t——处理时间，s；E——电场强度，V/cm。

在式（3）和（4）中，kE、kt分别与场强和处理时间成线性和指数关系。通过调整方程参数，进一步发现在所有情况下，RA 与脉冲数量（n）有关，而与处理时间（t）无关。而k与RA 都同时与脉冲宽度有关。根据试验数据可对假设的经验模型方程中涉及到的参数和等式关系进行验证，使其能很好的体现PEF 对酶活力的抑制效果。通过对电场钝化酶活力动力学模型的描述，可以灵活控制电场对酶活力的抑制程度，预测抑制效果，进而有效避免能源浪费和产品品质受损等不良影响。

3.3.2 欧姆加热（OH）钝化酶活力的研究 传统的烫漂工艺是利用沸水或热蒸汽对食品原料进行短时间的热处理，以灭活或钝化原料中的酚酶和过氧化物酶，从而达到延长产品货架期的目的。相对于传统工艺，OH 可快速均匀产热，并通过非热效应影响食品原料的组织和酶活力，缩短烫漂时间。例如，Mizrahi 等[63]利用OH 处理玉米，发现380 V 电压处理5 min 后即可钝化玉米中的多酚氧化酶，而水浴加热处理则需17 min 才可达到相同的效果。Demirdoven 等[64]研究发现经OH 处理后，果胶酯酶活性可降低96%，而水浴处理后其活性下降88.3%。最早商业化的OH 烫漂系统是由Svensson 等人于上世纪70年代研发的[65]。目前，OH 在美国被广泛应用于低酸性或高酸性食品的加工，在日本被用于酸奶、草莓、鱼糜制品及豆腐的杀菌等，在国内则主要被用于肉的解冻以及牛奶、豆浆的加热杀菌。OH 已被证明可有效钝化牛奶、豆浆和和大多数蔬菜水果中的内源酶，如脲酶、脂肪氧化酶、碱性磷酸酶、果胶甲基酯酶、聚半乳糖醛酸酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、氢过氧化物裂解酶和β-葡萄糖苷酶等[20，66-67]。OH 主要通过热效应影响酶活，加热过程的非热效应亦可改变生物大分子的分子间距离和链间相互作用，从而改变其结构。然而，OH 过程中的非热效应似乎仅对含有金属基团的酶如含有Cu 的过氧化物酶、含有Fe 的脂肪氧合酶以及含有Zn 和Mg 的碱性磷酸酶有效[20，38-40]。Jakób 等[67]对OH 过程中牛奶、水果和蔬菜中的碱性磷酸酶、果胶甲酯酶和过氧化物酶失活动力学进行研究，发现传统热处理过程这几种酶的失活动力学亦可用于描述OH 过程中酶失活的动力学，而参数存在差异。Makroo 等[20]亦报道了类似的结果。

表2 电场技术钝化酶活力的研究Table 2 Studies on inactivation of enzyme activity by electric field-based technique

在传统热处理过程中，酶灭活的动力学可用以下方程描述：

式中，CA——酶活力，U；CA0——酶的初始活力，U；t——处理时间，min；D——在某个恒定温度下使酶失去其原有活性的90%所需要的时间，min；D1——在温度T1时使酶失去其原有活性的90%所需要的时间，min；D2——在温度T2时使酶失去其原有活性的90%所需要的时间，min；T1——处理温度1，℃；T2——处理温度2，℃；z——温度敏感指数，℃；Ea——活化能，kJ/mol；k——速率常数，s-1；k0——前指数因子，s-1。

与传统的热处理、对流和辐射加热不同，OH是通过诱导电流通过样品产生焦耳热的方式进行快速而均匀的加热。OH 过程中，z值可利用电场强度来表征（公式10）。

式中，VG——电场强度，V/cm；zv——电场强度校准z值。

3.3.3 感应电场（IEF）钝化酶活力的研究 IEF是通过磁电诱导的方式产生电场，不存在电极表面腐蚀导致样品重金属污染的隐患，因而在食品工业中有着较大的潜在应用。张梦月[25]和金亚美等[68]分别研究了IEF 对苹果汁和蓝莓果泥中过氧化物酶和多酚氧化酶活力的影响，结果表明IEF可在保留果汁天然色香味和营养成分的基础上，有效抑制这两种酶的活性。此外，IEF 的电场强度和频率与OH 类似，也主要是通过热效应影响酶活力。因此，IEF 处理过程中酶的失活动力学方程可参考OH。

4 结论

电场处理作为一类“绿色、高效、连续化”的物理场加工技术，在食品工业具有较大的应用潜力。电场技术可通过热效应、电化学和电解反应以及极化效应影响维持酶分子结构稳定性的次级键，增加或降低其结构有序性，从而增加或降低酶活力。低电场强度处理可改善酶活力，用于食品工业中酶法制备高附加值产品如淀粉糖、风味肽等；而高强度电场处理（通常超过20 kV/cm）在保留食品色香味和营养成分的同时有效地钝酶、杀菌，因而在牛奶消毒、豆浆和果蔬汁杀菌钝酶中有着广泛应用。Ec值是电场处理诱导酶分子结构和性质发生变化的阈值。每一种酶的Ec值都是特定的。如果能准确测定出某种酶促反应的Ec值，就能通过试验建立电场处理参数与酶结构变化程度的构效关系，从而根据实际情况设定电场处理参数以达到预期效果，避免为了确定最优处理条件而进行大量重复性试验，提高效率。构建准确测定Ec值的方法对拓展电场技术在食品工业的应用具有重要意义。此外，虽然大量研究证明PEF 和OH 可有效激活或钝化酶活力，但PEF 和OH 均属于电极类电场技术。这类电场技术采用与被加工食品直接接触的金属电极作为电场激励源，可能会因电化学反应而引起金属极板腐蚀和重金属泄露并导致所加工食品被污染。IEF 是基于变压器结构建立的磁电诱导类电场技术，无需使用电极，因而可以避免PEF 和OH 加工技术的缺陷，作为一种绿色加工技术在食品工业中具有较好的应用前景。