PEF杀菌技术是利用强电场脉冲的介电阻断原理对微生物产生抑制作用，使菌体细胞物质迅速电离，使水产生H+和OH‘与液体中氧分子作用生成具有强氧化性的过氧化物，它们能氧化微生物细胞的蛋白质及酶的相应基因，从而使细胞膜破坏，而游离出脂肪，并在以后分离工序中吸收脂肪。即通过高强度脉冲电场瞬时破坏微生物的细胞膜使细菌致死。该技术的工作原理：当食物运入装有两个平行碳极的脉冲管时，触点接通，电容器开始充电，触点转向另一端，电容器通过一对电极放电，并在几秒内完成杀菌。
自1967年Hamilton和Sale发现PEF具有杀菌作用以来，美国、德国、日本和加拿大等国家竞相研究这一新的杀菌技术。目前，国外在杀菌机理、对微生物形态影响、对微生物PEF敏感性因素的分析、对食品质量影响等方面做了许多研究工作。一些研究报道如下：①PEF对微生物作用明显，而且酵母菌比细菌更易被杀死，革兰阴性细菌比革兰阳性细菌更易被杀死；②对于细菌孢子，即使更高的指数形和方波高压脉冲电场无效果，只对发芽的孢子有失活作用，但PEF不促进孢子发芽；③影响杀菌效果的主要因素是电场强度和处理时间；④在脉冲电场中可有效进行食品灭酶杀菌；⑤对碱性磷酸酶和过氧化物酶的活力没有影响，对a-淀粉酶、脂肪酶和葡萄糖氧化酶的失活率在75%以上，而使胃蛋白酶的活力提高了2.6倍；⑥对苹果汁、橘汁、牛乳、全蛋液、豌豆汁和菠萝汁的感官特性没有影响，对其中的维生素、挥发性物质、气味物质的含量也没有影响。
近年来国内研究者也对PEF的作用机理和应用在以下几个方面展开研究，已有一些研究成果。①研究PEF处理装置内的温度分布情况及其杀细菌孢子的效果；②研究PEF对液化酶活力的影响及PEF对肉类的增鲜效果；③研究用PEF与超临界萃取结合的方法提取荔枝种仁精油的工艺；④研究用脉冲高电压对酵母菌和大肠杆菌的杀灭作用；⑤将PEF处理技术用于大豆的灭酶脱腥，并可有效保留大豆固有的香味、获得较好的效果。
美国一些厂家已将PEF破坏细跑的新技术用于食品加工中，避免了加热法引起的蛋白质变性和维生素破坏等缺点，一般使用的温度是45——50丈，电场强度在30kV/cm。因微生物细胞破坏脂肪流出，故该法只适用于鱼糜和肉糜等食品，可保持原有风味。由于利用高电位而非电流杀菌，因此杀菌过程中的温度低（最高温度小于50^），从而可以避免热杀菌的缺陷。目前，PEF杀菌技术的应用研究主要集中在对液态食品，使得杀菌装备的设计制造变得复杂，并对操作人员有一定的危险性，因此开发常规和低压脉冲电场杀菌技术仍有必要。
脉冲电场处理系统简介
细胞电转换仪用于提高体外细胞的融合技术，首次得到商业推广的是施加在细菌细胞上的脉冲电场效应。大约在20世纪80年代末和90年代初，那些致力于食品应用研究的团体就使用了这种具有商业价值的电转换仪，然而这种设备很快便被专门为食品处理过程设计的PEF系统取代，因为处理条件要求每一个过程都必须不同（Ho和Mittal,1996年）。一种典型的PEF食品处理操作单元是由高电压脉冲产生器、处理器、流体手动系统、控制和指挥仪器组成（实际）。
每一个组件的构造和特征，在每一种模型和每一研究团体之间都不同，但其基本规则是一样的。
高电压脉冲产生器
高电压脉冲产生器负责提供高电压脉冲的波形，持续时间，以及所需的强度。这种设备的作用可分成三个部分：直流电压的产生，利用一个电容或成组的电容来储存电能，以波的形式释放高电压，通过脉冲形成网络产生这种具有典型波形、峰宽的波。
处理室
处理室是PEF系统的主要部件。在处理室产生的高电压脉冲运用到一对电极上，就会在放置了待处理样品的两个电极之间产生高强度的脉冲电场。处理室最基本的功能就是直接可以经脉冲电场作用待处理样品。然而，这种设计的特性不仅定义了处理容量，也影响了一些处理特性，比如电场的最大强度以及处理的一致性。一个PEF处理室的基本设计包括两个导电材料制成的电极（纯不锈钢，卫生），选择它放在不导电的材料上，水果冷库比如含二氧化碳的多聚物或其他高电阻的塑料聚合物。概括来说，在能量损耗和产品加热低的限度内，处理室的高电阻是最需要的设计。应采取一切措施尽可能提高处理室的电阻。设计处理室时另一个需要考虑的设计参数是发生电场的同次性。电场穿过电极间空隙的同次性确保了同次性处理。当电极间呈现不同的电场强度时，产品的一些部分可能未处理完全，而另一小部分可能处理过头了。因此必须把注意力放在确定均衡处理或者最小处理上，其被认为是监控参数。在处理室的设计中最后还需考虑由于绝缘材料的存在而增加的发生电场，而这种电场增加会产生放电和局部温度升高，将会引起火花和对处理室的损害。为了避免这种损害，设计处理室时就要考虑到电极的合理设计和电场感应区外特定区域的预留。
流体处理系统
连续式PEF系统装备有导管和泵，用来把正在处理的液体或半液体产品从未加工产品室运送到已加工产品室。强力转移泵和蠕动泵在PEF系统中普遍使用，连续的或者无脉动的泵更能确保处理的同次性。由于保持清洁的原因不锈钢管道系统更受欢迎，虽然在一些地方由于用电方面的原因需要塑料管道系统。因为泵和管道通过液体介质与能源连接起来带电，所以所有的设计和安装都要考虑到运转和安全问题，这是十分重要的。仪表和支路安装在电路中的一些点上，确保电流可以在任何时间流通或转移。适度清洁系统和适度杀菌系统在PEF引水设备系统中普遍存在。热交换器用来按照需要加热或冷却产品，通常是在处理室的入口和出口。无菌防腐包装环节常用于确保对产品的正确包装，避免灭菌后的二次污染（Zhang等，1997年）。
控制和监测装置
PEF系统常连接在中心电脑上来控制高压脉冲发生器的运转，设定合适的电压和脉冲频率条件，同时也控制着系统中的泵和电闸。此电脑还负责纪录数据段，包括那些仪器运行时系统中某些点的温度、产品的流速、电压、电流，和应用脉冲的能量曲线图。当电参数用高强电压测得和电流探测器通过示波镜片反馈给中心电脑时，温度数据通过直接连到中心电脑上的PID调节器被搜集起来。有用的软件像HPVLab或LabView能安装在个人计算机里来管理控制和数据采集的过程。一些PEF系统，尤其是长顶实验室模型，装备有灵敏的中心处理器单位程序。最近关于PEF技术控制装备的译文中有价值的内容是，探测失效的或弱的脉冲，以及对火花的软保护（Epri,1998年；Kempkes,2002年）。
生鲜食品所带微生物在脉冲电场中的灭活机制及其技术关键1.微生物灭活机制大多数的生鲜食品保存加工都是建立在使用某种特效能源杀死或抑制食品产品中的不利微生物的基础上的。热杀菌用热能杀死或抑制微生物；非热杀菌则用的是热以外的其他能源。PEF灭活微生物的精确机理还没有完全了解；但是，许多研究认为电场点对细胞膜的损坏是微生物失活的主要原因（Heinz等，2002年）。高压脉冲电场对微生物产生的其他影响，如DNA的破坏，有毒化合物的产生，也已被提出，尽管后来的研究已经否定了这些假设（Dunn,2001年）。
细胞膜在保护细菌细胞内容物和隔离外界环境中扮演了重要的角色。细胞膜特殊的半透性使得细胞能够和环境相互作用，有选择性地吸收营养物质和排放废物，从而维持着细菌细胞的动态平衡。19世纪60年代Sale和Hamilton主管的研究发现直流高压脉冲的应用能引起细胞膜半透性的失去，改变细胞动态平衡并导致其死亡。虽然此论述无法用电子显微镜直接看到，但是通过对细胞内外代谢物的追踪可以证明半透性细胞膜的状态改变（Hamilton和Sale,1967年）。既然细胞膜的多孔渗水区少于整个表面积的0.1%（Ho和Mittal,1996年），就不奇怪为什么很难获得肉眼可见的证据了。
Zimmermam，等（1974年）创建的一个机制模型可以解释脉冲电场引起细胞膜上小孔形成的机理。在这个模型中，细胞膜被认为是一个绝缘材料，隔离了膜两边的离子和自由电荷（微生物细胞的内部和外部）。膜两边的电荷的浓度差引起了微生物细胞内膜上电压的产生。外部电场的感应使得自由电荷人为地积聚在膜的两侧，而相反的电荷被膜定向隔离了，引起先前存在于横跨膜内的电压增加，从而增加了应用外部电场强度的比例。外部电场产生的电荷运动引起了分离电荷的膜的压缩，进一步增强了膜两边电荷的相互吸引：
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