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放電、電暈放電、介質(zhì)阻擋放電、微波、射頻波或滑動電弧放電產(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）是通過冷大氣等離子體（cold atmospheric plasma，CAP）處理水，操作過程中控制其電壓、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、無化學(xué)殘留及無二次污染等特點(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），由此可見只有最適合的電壓才會得到最好的減菌效果。激活放電時(shí)間越長，等離子體活化水對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，黃魚表面沙門氏菌隨處理時(shí)間的延長而減少。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)的未來發(fā)展趨勢。

蒸餾水通過等離子體放電區(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)。