等離子體活化水清洗技術(shù)原理及其應(yīng)用

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2022-11-16

等離子體是除固、液、氣物質(zhì)外的第四種狀態(tài)，是由中性氣體在大氣或低壓下通過(guò)放電、電暈放電、介質(zhì)阻擋放電、微波、射頻波或滑動(dòng)電弧放電產(chǎn)生的激發(fā)或未激發(fā)的分子、原子、自由電子、具有正負(fù)電荷的離子以及自由基等的集合體。等離子體活化水（plasma active water，PAW）是通過(guò)冷大氣等離子體（cold atmospheric plasma，CAP）處理水，操作過(guò)程中控制其電壓、載氣、溫度、脈沖或頻率而生成的。與未經(jīng)處理的水相比，PAW具有較低的pH值、較高的電導(dǎo)率和較高的氧化還原電位。

等離子體活化水清洗技術(shù)原理

等離子體暴露于水中后產(chǎn)生的活性氧（reactive oxygen species，ROS）和活性氮（reactivenitrogenspecies，RNS）是PAW中破壞細(xì)菌的關(guān)鍵成分。其中，ROS包括·OH、H₂O₂、O₃、單線態(tài)氧（¹O₂）和O₂^-·等，被認(rèn)為是主要的殺菌劑，可通過(guò)破壞細(xì)胞壁、細(xì)胞膜，并進(jìn)入細(xì)胞造成內(nèi)部成分的損傷而使微生物致死。RNS包括NO₂、NO₂-和NO₃-等，能在水溶液中形成HNO₂、HNO₃，可導(dǎo)致水溶液酸化而使微生物失活。此外，活性氧和活性氮的協(xié)同作用也是等離子體滅菌的重要機(jī)制之一。

等離子體活化水清洗技術(shù)應(yīng)用

由于具有非熱、能耗低、抗菌效果好、無(wú)化學(xué)殘留及無(wú)二次污染等特點(diǎn)，PAW處理在食品清洗減菌方面受到了極大的關(guān)注。研究表明，低溫等離子體活化水能在消除農(nóng)產(chǎn)品微生物污染的同時(shí)維持農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。等離子體活化水處理可使生鮮黃魚(yú)和雞蛋表面腸炎沙門氏菌明顯減少但不影響其理化指標(biāo)及感官特性。等離子體活化水處理可顯著減少綠豆芽上的酵母菌和霉菌，并維持綠豆芽的抗氧化能力、感官特性以及總酚含量和類黃酮含量。研究還表明，使用等離子體活化水清洗楊梅，可使楊梅貯藏期間的微生物數(shù)量減少1.1lg（CFU/g），且在貯藏期間楊梅的硬度、顏色等感官指標(biāo)明顯優(yōu)于未處理組。

操作條件（如電壓、放電時(shí)間）、處理時(shí)間、微生物和農(nóng)產(chǎn)品種類等是影響等離子體活化水減菌效果的重要因素。使用電壓分別為6、8、10kV的條件下生成的等離子體活化水清洗蘋果，蘋果表面需氧菌減少量分別為0.37±0.03）、（1.05±0.07）、（0.28±0.04）lg（CFU/g），由此可見(jiàn)只有最適合的電壓才會(huì)得到最好的減菌效果。激活放電時(shí)間越長(zhǎng)，等離子體活化水對(duì)草莓表面清洗減菌的效果越好。還有研究表明等離子體活化水處理黃魚(yú)，黃魚(yú)表面沙門氏菌隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)而減少。與表面不平整的農(nóng)產(chǎn)品相比，表面光滑的農(nóng)產(chǎn)品上的微生物種群更容易被滅活。

為了提高保鮮的綜合效果，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的清洗減菌技術(shù)正由單一技術(shù)向多種技術(shù)相結(jié)合的復(fù)合型技術(shù)發(fā)展。盡管各類新型綠色清洗減菌技術(shù)都具有安全、低毒的特點(diǎn)，但不同類型的清洗減菌技術(shù)也存在一定的短板，比如物理清洗減菌技術(shù)具有減菌效果較差的問(wèn)題，化學(xué)清洗減菌技術(shù)存在影響農(nóng)產(chǎn)品風(fēng)味的缺點(diǎn)，生物清洗減菌技術(shù)減菌穩(wěn)定性差并有可能改變農(nóng)產(chǎn)品風(fēng)味。此外，不同種類農(nóng)產(chǎn)品也因特性差異需要特定的清洗減菌技術(shù)，以達(dá)到高效減菌和食品品質(zhì)保持的目的。因此復(fù)合型清洗減菌技術(shù)的應(yīng)用需求不斷增加，物理、化學(xué)或生物技術(shù)的結(jié)合將是農(nóng)產(chǎn)品表面清洗減菌技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

蒸餾水通過(guò)等離子體放電區(qū)域后產(chǎn)生等離子活化水,其中含有各種帶電粒子,自由基,活性氧等活性成分,能破壞微生物的脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、DNA等,從而具有殺菌效果。利用這一特性,低溫等離子體技術(shù)被逐漸運(yùn)用到食品保鮮領(lǐng)域,取得了良好的防腐保鮮效果,成為有潛力的綠色環(huán)保保鮮技術(shù)。