低溫等離子體技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用研究進(jìn)展

藍(lán)蔚青 陳雪寧 謝晶

摘 要：水產(chǎn)品流通期間易受微生物與內(nèi)源酶影響，使其品質(zhì)發(fā)生劣變，采用非熱殺菌技術(shù)處理可保持其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，延緩腐敗進(jìn)程，延長(zhǎng)貯藏貨架期，提升其商品價(jià)值。本文在比較常用非熱殺菌技術(shù)的作用原理及主要特點(diǎn)的同時(shí)，闡明低溫等離子體技術(shù)的殺菌機(jī)制及在水產(chǎn)品品質(zhì)改善、減菌處理、黑變抑制與安全控制中的應(yīng)用研究進(jìn)展，針對(duì)當(dāng)前單一使用低溫等離子體技術(shù)而產(chǎn)生的問(wèn)題提供解決方法，并展望低溫等離子體技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，以期為該技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用提供理論參考。

關(guān)鍵詞：水產(chǎn)品;低溫等離子體;非熱殺菌技術(shù);保鮮;研究進(jìn)展

Recent Progress of Cold Plasma Technology in the Preservation of Aquatic Products

LAN Weiqing1，2， CHEN Xuening1， XIE Jing1，2，*

（1.College of Food Science and Technology， Shanghai Ocean University， Shanghai 201306， China;?2.National Experimental Teaching Demonstration Center for Food Science and Engineering，?Shanghai Aquatic Products Processing and Storage Engineering Technology Research Center， Shanghai 201306， China）

Abstract： Aquatic products are easily affected by microorganisms and endogenous enzymes during distribution， resulting in their quality deterioration. Non-thermal sanitization technology can maintain the nutritional value， delay the process of spoilage， prolong the shelf-life and enhance the commodity value of aquatic products. This review paper compares the principles and main characteristics of the common non-thermal sterilization technologies， describes the sterilization mechanism of cold plasma technology， and summarizes recent progress in its application in the quality improvement， bacterial decontamination， blackening inhibition， and safety control of aquatic products. Moreover， possible solutions to the problems of applying cold plasma technology alone are proposed， and future trends in the development of cold plasma technology are discussed. Through this review， we hope to provide a theoretical rationale for the application of this technology in the preservation of aquatic products.

Keywords： aquatic products; cold plasma; non-thermal sterilization technology; preservation; progress

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20220406-032

中圖分類號(hào)：TS254.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-8123（2022）06-0060-07

引文格式：

藍(lán)蔚青， 陳雪寧， 謝晶. 低溫等離子體技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 肉類研究， 2022， 36（6）： 60-66. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20220406-032.? ? http：//www.rlyj.net.cn

LAN Weiqing， CHEN Xuening， XIE Jing. Recent progress of cold plasma technology in the preservation of aquatic products[J]. Meat Research， 2022， 36（6）： 60-66. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20220406-032.? ? http：//www.rlyj.net.cn24D4F802-07DE-49A7-9AA4-9898777CBAA0

我國(guó)是世界漁業(yè)大國(guó)，水產(chǎn)品產(chǎn)量連續(xù)多年穩(wěn)居世界第一。2020年全國(guó)水產(chǎn)品產(chǎn)量達(dá)6 545.21 萬(wàn)t，比上年增長(zhǎng)1.0%。水產(chǎn)品味道鮮美，富含膳食蛋白、不飽和脂肪酸和人體所需的礦物質(zhì)，在人類的膳食營(yíng)養(yǎng)中起重要作用，成為我國(guó)居民膳食中的重要支柱[1]。然而，由于水產(chǎn)品的成分特性，使其在流通期間易受微生物和內(nèi)源酶的影響，產(chǎn)生不良風(fēng)味和有毒物質(zhì)，降低商品價(jià)值，帶來(lái)食品安全問(wèn)題[2-3]。此外，因地理位置、季節(jié)氣候、流通運(yùn)輸?shù)纫蛩?，?huì)使水產(chǎn)品的品質(zhì)、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等方面受到影響。

當(dāng)前研究發(fā)現(xiàn)，嗜冷菌的代謝活動(dòng)是導(dǎo)致水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)的主因，其主要包括腐敗希瓦氏菌（Shewanella puterfaciens）、熒光假單胞菌（Pseudomonas fluorescens）與金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）等[4]。微生物通過(guò)分解水產(chǎn)品中的營(yíng)養(yǎng)成分、形成生物被膜或群體感應(yīng)，產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，使其質(zhì)構(gòu)改變，風(fēng)味流失，最終導(dǎo)致腐敗[5]。俞瀅潔等[6]模擬三文魚(yú)的冷鏈物流過(guò)程，鑒定出假單胞菌和產(chǎn)H2S菌為三文魚(yú)貯藏末期的主要腐敗菌。大黃魚(yú)中希瓦氏菌屬細(xì)菌的生物膜形成能力更強(qiáng)，其易使魚(yú)體發(fā)黏變質(zhì)[7]。于淑池等[8]研究發(fā)現(xiàn)，卵形鯧鲹在0 ℃貯藏條件下，熒光假單胞菌、草莓假單胞菌與蠟樣芽孢桿菌的致腐能力較強(qiáng)。因此，如何降低水產(chǎn)品流通或貯藏期間微生物帶來(lái)的負(fù)面影響，保持其新鮮度，成為當(dāng)前水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域的前沿問(wèn)題。

傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)雖能滅酶殺菌，但會(huì)破壞水產(chǎn)品中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和感官風(fēng)味。非熱滅菌技術(shù)包括低溫等離子體、酸性電解水、臭氧、高壓、超聲和輻照等。其中，低溫等離子體技術(shù)應(yīng)用最廣泛，其與其他非熱殺菌技術(shù)相比，作用原理與主要優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。

故與其他非熱殺菌技術(shù)相比，低溫等離子體的主要優(yōu)勢(shì)在于能保持產(chǎn)品的整體質(zhì)量、感官屬性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。由于具有以上優(yōu)點(diǎn)，低溫等離子體技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在果蔬、肉制品、乳制品與水產(chǎn)品的滅菌保鮮上[21-23]。

基于此，本文在比較常用非熱殺菌技術(shù)的作用原理與主要優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)低溫等離子體在水產(chǎn)品品質(zhì)改善、減菌處理、黑變抑制與安全控制等方面中的應(yīng)用研究進(jìn)展予以闡述，提出其存在問(wèn)題與解決辦法，展望低溫等離子體的發(fā)展前景，以期為該技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用提供理論參考。

1 低溫等離子體技術(shù)的特點(diǎn)及作用原理

1.1 等離子體的概念及特點(diǎn)

等離子體以第4種狀態(tài)（除固、液、氣狀態(tài)外）存在，但因其組成中含有大量未結(jié)合的正負(fù)離子、中性物質(zhì)和電子等，故導(dǎo)電性強(qiáng)[24]。等離子體是一種完全或部分電離的呈中性狀態(tài)的氣體，根據(jù)其熱力學(xué)狀態(tài)可分為高溫等離子體和低溫等離子體[25]。而低溫等離子體是一種通過(guò)對(duì)中性氣體施加能量（如熱、電場(chǎng)和微波等）而產(chǎn)生的部分電離氣體，且因等離子體中的溫度差異（電子與重粒子間），故低溫等離子體最大特點(diǎn)是處于非局部熱力學(xué)平衡狀態(tài)[24]。

1.2 等離子體的產(chǎn)生方式

近年來(lái)，研究學(xué)者對(duì)于等離子體技術(shù)的研究愈益深入。當(dāng)前，因介質(zhì)阻擋放電（dielectric barrier discharge，DBD）法和大氣壓等離子體射流（atmospheric pressure plasma jet，APJ）法適用范圍較廣、易于操作，可大量制備，故在食品加工保鮮領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。特別是在水產(chǎn)品這種易腐且需低溫貯藏的食品中，可在對(duì)水產(chǎn)品外觀形態(tài)影響較小的情況下，利用等離子體產(chǎn)生的活性物質(zhì)進(jìn)行滅菌，以確保其保留更多營(yíng)養(yǎng)成分。依據(jù)放電形式的不同，低溫等離子體的產(chǎn)生方式分為DBD法、APJ法、微波放電法和電暈放電法，詳見(jiàn)表2。

1.3 低溫等離子體的殺菌機(jī)制

由于水產(chǎn)品保鮮體系通常在低于4 ℃的低溫條件下進(jìn)行，而低溫等離子體的宏觀溫度較低，能保持其低溫狀態(tài)[30]。因此，可通過(guò)低溫等離子體產(chǎn)生的活性物質(zhì)破壞菌體細(xì)胞，影響微生物細(xì)胞膜的流動(dòng)性與完整性，使菌體死亡。同時(shí)，其還能通過(guò)抑制酶活性等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)保鮮目的。低溫等離子體技術(shù)的作用機(jī)理與微生物的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，革蘭氏陽(yáng)性菌比革蘭氏陰性菌對(duì)低溫等離子體的敏感性要弱。其原因在于革蘭氏陰性菌的細(xì)胞外膜是低溫等離子體誘導(dǎo)的活性氧攻擊的主要作用靶點(diǎn)，因其相互反應(yīng)會(huì)破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性，使核酸等生物大分子泄露，導(dǎo)致菌體死亡;而對(duì)細(xì)胞壁較厚的革蘭氏陽(yáng)性菌則通過(guò)氧化細(xì)胞內(nèi)膜，使內(nèi)部的生物大分子氧化損傷，造成蛋白質(zhì)變性、氨基酸氧化修飾、DNA與蛋白質(zhì)交聯(lián)和DNA雙鏈斷裂等（圖1）。但當(dāng)前因低溫等離子體技術(shù)的部分局限性，還不能更深層次了解其滅菌機(jī)制，故應(yīng)在改良其工藝的基礎(chǔ)上，與蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)和代謝組學(xué)等組學(xué)技術(shù)相結(jié)合，為水產(chǎn)品的保鮮機(jī)制提供理論參考。

2 低溫等離子體技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用

2.1 品質(zhì)改善

因水產(chǎn)品在捕撈、運(yùn)輸、貯藏、銷售等操作單元易發(fā)生腐敗變質(zhì)，而降低其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和商品價(jià)值，故探索綠色、高效的保鮮方式至關(guān)重要。相關(guān)研究顯示，低溫等離子體預(yù)處理魚(yú)蝦類可延緩其品質(zhì)劣變和感官質(zhì)量下降。如斯興開(kāi)等[31]研究發(fā)現(xiàn)，草魚(yú)經(jīng)40 kV電壓處理2 min后，與對(duì)照組相比，其硬度、彈性與咀嚼性分別增加0.32、0.29、0.64 倍，原有生鮮風(fēng)味得以維持;同時(shí)，低溫等離子體處理還可延緩水產(chǎn)品褐變，增加其亮度值（L*），王佳媚等[32]研究得出，卵形鯧鲹經(jīng)低溫等離子體激發(fā)處理后，樣品的L*升高，黃度值（b*）降低，使魚(yú)肉褐變進(jìn)程變緩，維持其品質(zhì);Nyaisaba等[33]以魷魚(yú)凝膠為研究對(duì)象，經(jīng)60 kV、5 min低溫等離子體處理后發(fā)現(xiàn)，其可有效抑制酶活性，主要由于蛋白質(zhì)聚合物與低溫等離子體產(chǎn)生的活性物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)能延緩肌球蛋白降解，提高凝膠持水性;Chen Jing等[34]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鯖魚(yú)貯藏14 d時(shí)，未處理組的總揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量是處理組的2.73 倍，且在貯藏6 d就已超過(guò)閾值，而處理組的TVB-N含量明顯較低，經(jīng)低溫等離子體處理后貨架期可延長(zhǎng)8 d;Koddy等[35]研究發(fā)現(xiàn)，帶魚(yú)經(jīng)50 kV、180 s低溫等離子體處理后，肌肉硬度達(dá)到最大值，可能是由于低溫等離子體處理使帶魚(yú)的肌肉蛋白氧化，形成更致密的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò);金圖南[36]發(fā)現(xiàn)，魷魚(yú)經(jīng)60 kV處理15 s后冷藏8 d，其總色差值變化較小，感官評(píng)分降幅明顯延緩，在延長(zhǎng)貨架期2～3 d的同時(shí)還能維持其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。因此，雖然水產(chǎn)品的品質(zhì)特性會(huì)受到低溫等離子體處理強(qiáng)度影響，但在可控范圍內(nèi)，可改善其質(zhì)構(gòu)特性，延長(zhǎng)貨架期。24D4F802-07DE-49A7-9AA4-9898777CBAA0

2.2 減菌處理

微生物活動(dòng)是導(dǎo)致水產(chǎn)品腐敗的主因，水產(chǎn)品新鮮度與微生物種類及數(shù)量密切相關(guān)。低溫等離子體具有殺菌效率高、操作簡(jiǎn)便、無(wú)殘留、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，因而在水產(chǎn)品減菌化處理中得到應(yīng)用，尤其對(duì)假單胞菌屬、腸桿菌屬與弧菌屬等產(chǎn)組胺等產(chǎn)毒細(xì)菌有良好效果。Choi等[37]研究發(fā)現(xiàn)，隨著DBD處理時(shí)間的延長(zhǎng)，黑嘴魚(yú)干表面的金黃色葡萄球菌和蠟樣芽孢桿菌數(shù)量明顯減少，其中處理組在處理30 min后，2 種菌分別減少1.03、1.06（lg（CFU/g）），且未對(duì)其色澤帶來(lái)不良影響;Albertos等[38]通過(guò)DBD產(chǎn)生低溫等離子體，發(fā)現(xiàn)低溫等離子體減菌效果與微生物的種類、處理時(shí)間和電壓強(qiáng)度有關(guān)，且達(dá)到最大施加能量時(shí)（80 kV、5 min），處理組的過(guò)氧化值（peroxide value，PV）比對(duì)照組高5.42 倍，說(shuō)明脂質(zhì)氧化程度與施加能量成正比。此外，施姿鶴等[39]經(jīng)優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)得出，新鮮鮐魚(yú)經(jīng)59.9 kV低溫等離子體處理71.5 s后，能顯著抑制弧菌生長(zhǎng)，貯藏14 d時(shí)其弧菌數(shù)才達(dá)到4.68（lg（CFU/g）），且對(duì)產(chǎn)組胺腸桿菌屬的作用效果最佳;Odunayo等[40]研究低溫等離子體處理時(shí)間與亞洲海鱸魚(yú)品質(zhì)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組樣品相比，經(jīng)低溫等離子體處理5 min以上的樣品，其微生物（菌落總數(shù)、腸菌數(shù)、產(chǎn)亞硫酸氫菌與假單胞菌等）的生長(zhǎng)受到抑制，保質(zhì)期比未處理組延長(zhǎng)6 d，但脂質(zhì)氧化程度也會(huì)隨著時(shí)間延長(zhǎng)更為明顯。因此，低溫等離子體的施加強(qiáng)度越大，抑菌效果越好，但也會(huì)促進(jìn)脂質(zhì)或蛋白質(zhì)氧化，要合理控制工藝參數(shù)。

2.3 黑變抑制

蝦類貯藏期間易發(fā)生黑變，其通常出現(xiàn)在頭、胸，隨后擴(kuò)展至尾部。這主要是由于體內(nèi)的多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）催化酪氨酸氧化為醌，最終聚合沉積形成黑色素[41]。由于水產(chǎn)品中的酶多為由氨基酸形成的三維結(jié)構(gòu)聚合物，低溫等離子體產(chǎn)生的活性物質(zhì)可通過(guò)影響其分子結(jié)構(gòu)，改變其功能特性。研究表明，低溫等離子體技術(shù)可抑制蝦體黑變，降低其感官和質(zhì)構(gòu)帶來(lái)的負(fù)面影響。胡曉夢(mèng)等[42]研究得出，中華管鞭蝦（Solenocera crassicorni）經(jīng)40 kV電壓處理90 s后于4 ℃條件下冷藏10 d時(shí)，處理組的感官評(píng)分剛達(dá)到感官拒絕點(diǎn)，而未處理樣品在4 d時(shí)已不被接受，貨架期延長(zhǎng)6 d;劉品等[43]研究表明，南美白對(duì)蝦經(jīng)50 kV低溫等離子體處理60 s后，其體內(nèi)的PPO二級(jí)結(jié)構(gòu)改變，酶活力下降，黑變受到抑制，7 d才完全黑變，相較對(duì)照組延長(zhǎng)2 d。Bjoern等[44]研究表明，食品模型系統(tǒng)中PPO經(jīng)180 s低溫等離子體射流處理后，其酶活性降低約90%，聯(lián)合圓二色性和色氨酸熒光分析，表明其酶活性的降低與低溫等離子體使二級(jí)結(jié)構(gòu)氧化修飾有關(guān)?？梢?jiàn)，該技術(shù)通過(guò)抑制內(nèi)源酶的活性能降低水產(chǎn)品中肌原纖維蛋白的氧化速率，維持蛋白質(zhì)內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，保證其感官品質(zhì)。

2.4 安全控制

在水產(chǎn)品貯藏期間，某些致病菌或腐敗菌的代謝活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生有毒的生物胺及致病物質(zhì)，而這些物質(zhì)的產(chǎn)生會(huì)伴隨著品質(zhì)變化，故探究低溫等離子體技術(shù)對(duì)水產(chǎn)品安全控制、鮮度評(píng)價(jià)與人類健康的影響至關(guān)重要。Choi等[45]研究發(fā)現(xiàn)，新鮮牡蠣經(jīng)1.1 kV電壓處理60 min后，諾如病毒含量減少1.68（lg（CFU/?L）），而處理30 min后病毒含量只降低1.05（lg（CFU/?L）），且不影響其品質(zhì)。DBD通過(guò)對(duì)混合氣體放電產(chǎn)生的低溫等離子體，可破壞微生物細(xì)胞內(nèi)的生物大分子，繼而消除有毒有害物質(zhì)。如施姿鶴等[39]研究DBD產(chǎn)生的低溫等離子體對(duì)鮐魚(yú)食用安全的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)59.9 kV處理71.5 s后，至貯藏14 d，其組胺含量為72.34 mg/100 g，未超過(guò)閾值100 mg/100 g，說(shuō)明該處理使產(chǎn)組胺的微生物被大量滅活，使貨架期延長(zhǎng)6 d;此外，Choi等[46]研究發(fā)現(xiàn)，新鮮牡蠣與DBD間接處理（1.1 kV、13 mm、N2流速1.5 L/min）1 h后，處理組樣品的糖原含量和整體質(zhì)構(gòu)與對(duì)照組無(wú)顯著差異，表明該處理方式在滅活非致病性大腸桿菌和血清性大腸桿菌O157：H7的同時(shí)，還能保持其良好品質(zhì)。因此，低溫等離子體技術(shù)既能高效殺菌，又可保障水產(chǎn)品的食用安全，是一種新型兼具品質(zhì)控制和滅菌保鮮的技術(shù)。

低溫等離子體技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮中應(yīng)用的部分研究如表3所示。

3 現(xiàn)存問(wèn)題與解決方法

等離子體技術(shù)雖滅菌效率高，但因水產(chǎn)品高脂、高蛋白的特性和等離子體釋放的活性物質(zhì)會(huì)誘導(dǎo)生物大分子交聯(lián)氧化，使水產(chǎn)品風(fēng)味與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值相應(yīng)降低[47]。同時(shí)，其殺菌效果或氧化速率與電壓強(qiáng)度、作用頻率和作用時(shí)間等參數(shù)直接相關(guān)。另外，低溫等離子體只作用于水產(chǎn)品表面，穿透性較差，無(wú)法徹底殺菌[48]。陳俊羽等[49]研究凡納濱對(duì)蝦的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，若等離子體長(zhǎng)時(shí)間處理水產(chǎn)品，會(huì)破壞其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，降低其保水性與營(yíng)養(yǎng);Sonawane等[50]研究80 kV低溫等離子體預(yù)處理5 min，結(jié)果表明，鯖魚(yú)在-20、4、8 ℃條件下，其羰基含量顯著升高，蛋白質(zhì)氧化速率與貯藏溫度呈正相關(guān)。另外，可通過(guò)使用DBD、射頻或電暈放電來(lái)產(chǎn)生等離子體。各種氣體操作設(shè)備會(huì)產(chǎn)生多種不同特性的等離子體，使其在食品基質(zhì)中進(jìn)行靈活應(yīng)用。因此，將等離子體與其他保鮮技術(shù)聯(lián)用或改良發(fā)射裝置，合理控制工藝參數(shù)，就能發(fā)揮其各自優(yōu)勢(shì)，延緩水產(chǎn)品的蛋白質(zhì)與脂肪氧化，保持其色澤與感官特性，發(fā)揮綜合作用效果。

3.1 等離子體活化水（冰）

將處理用水通過(guò)等離子體技術(shù)制成離子體活化水（plasma activated water，PAW）是等離子體應(yīng)用的新趨勢(shì)，也能增強(qiáng)其滲透性，改善間接滅菌的不足。PAW具有制取簡(jiǎn)單、無(wú)殘留和含有高濃度活性氧（或活性氮）等特點(diǎn)[9，48]。Herianto等[51]通過(guò)PAW進(jìn)行南美白對(duì)蝦包冰衣處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該處理可使南美白對(duì)蝦在整個(gè)貯藏期間的菌落總數(shù)始終低于6（lg（CFU/g）），使處理組樣品的pH值在貯藏8 d時(shí)仍低于腐敗閾值，貨架期延長(zhǎng)3 d。同時(shí)上述研究也發(fā)現(xiàn)，處理組樣品的L*在貯藏前8 d都保持穩(wěn)定，僅在貯藏9 d增至47.5，故PAW能導(dǎo)致PPO的構(gòu)象發(fā)生變化，有效延緩蝦的黑變。Zhao Yiming等[52]將鯖魚(yú)塊在PAW中浸漬15 min，發(fā)現(xiàn)其能立即滅活熒光假單胞菌，但作用效果會(huì)受到液體狀態(tài)和處理時(shí)間影響。為更好將其應(yīng)用在水產(chǎn)品低溫保鮮上，研究人員將PAW凍結(jié)后制成等離子體活化水冰（plasma activated water ice，PAWI），其既有冰的特點(diǎn)，還兼?zhèn)渌膬?yōu)勢(shì)，可發(fā)揮低溫保鮮與抑菌的雙重作用。Liao Xinyu等[53]使用PAWI，應(yīng)用于基圍蝦貯藏10 d期間，從貯藏7 d開(kāi)始，自來(lái)水冰樣品的黑變程度大于處理組，且在貯藏8 d后，其菌落總數(shù)始終低于腐敗限值，同時(shí)，因PAWI處理后微生物生長(zhǎng)受到抑制，故而使基圍蝦的TVB-N含量在9 d的貯藏期內(nèi)保持低于20 mg/100 g，延緩因微生物代謝活動(dòng)導(dǎo)致的蛋白質(zhì)和脂肪氧化，最終延長(zhǎng)基圍蝦貨架期4～8 d;焦湞等[54]也發(fā)現(xiàn)，PAWI可有效抑制單增李斯特菌的生長(zhǎng)，特別是在貯藏第5天，處理組（經(jīng)等離子體活化15 min后制備的冰）菌落總數(shù)比用無(wú)菌水冰處理組降低1.5（lg（CFU/mL）），減緩三文魚(yú)片貯藏期間TVB-N含量的升高，保持其新鮮度。24D4F802-07DE-49A7-9AA4-9898777CBAA0

3.2 等離子體與生物保鮮劑聯(lián)合處理

由于等離子體處理產(chǎn)生的活性物質(zhì)會(huì)加速水產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)氧化，導(dǎo)致其保水性下降與質(zhì)地劣變，故其推廣還未得到充分應(yīng)用。為改進(jìn)其作用效果，可將等離子體技術(shù)與生物保鮮劑相結(jié)合。Olatunde等[55]用200 mg/L乙醇椰子殼提取物預(yù)處理亞洲鱸魚(yú)后，再用氬氧混合物（體積比90∶10）作用5 min產(chǎn)生的高壓冷大氣等離子體（high voltage cold atmospheric plasma，HVCAP）處理，發(fā)現(xiàn)不僅處理組魚(yú)片的菌落總數(shù)降低0.7（lg（CFU/g）），且能有效延緩HVCAP誘導(dǎo)的脂質(zhì)氧化，可使亞洲鱸魚(yú)的冷藏貨架期延長(zhǎng)至15 d;Shiekh等[56]研究茶芒葉提取物對(duì)太平洋白對(duì)蝦貯藏過(guò)程中脂肪和蛋白質(zhì)氧化的影響，結(jié)果顯示，在整個(gè)貯藏過(guò)程中，添加茶芒葉提取物樣品的PV和硫代巴比妥酸反應(yīng)物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARs）值低于其他組，表明茶芒葉提取物與等離子體（16 kV、電極距離2 cm）結(jié)合能延緩太平洋白對(duì)蝦的腐敗進(jìn)程;Singh等[57]研究發(fā)現(xiàn)，亞洲鱸魚(yú)片經(jīng)0.2 g/100 mL殼寡糖處理后，再用氬氧混合物（體積比90∶10）作用5 min產(chǎn)生的HVCAP處理后，其TBARs值和PV分別比其他處理組降低28%～64%與40%～46%，能明顯延緩其蛋白質(zhì)和脂質(zhì)氧化速率，貨架期至少延長(zhǎng)12 d。當(dāng)前，食品行業(yè)的流行趨勢(shì)是采用天然保鮮劑聯(lián)合其他保鮮技術(shù)處理，這種聯(lián)合處理帶來(lái)的雙重功效既可解決脂質(zhì)或蛋白質(zhì)氧化的問(wèn)題，又可保持消費(fèi)者“綠色安全”的消費(fèi)觀念。

3.3 其他方法

為強(qiáng)化等離子體技術(shù)對(duì)水產(chǎn)品的保鮮效果，可將等離子體與氣調(diào)包裝、超聲和其他技術(shù)等相結(jié)合，發(fā)揮其最大協(xié)同效應(yīng)。Ahmad等[58]發(fā)現(xiàn)，太平洋對(duì)蝦經(jīng)等離子體聯(lián)合柵欄技術(shù)處理后，其感官品質(zhì)得到保持，特別是黑變程度降低，使其貨架期達(dá)到18 d;汪春玲等[59]研究表明，羅非魚(yú)片經(jīng)70 kV的低溫等離子體處理60 s后結(jié)合氣調(diào)（CO2、O2、N2體積比6∶1∶3）包裝處理，發(fā)現(xiàn)等離子體處理后包裝內(nèi)的氣體比例有所改變，表明等離子體產(chǎn)生的活性物質(zhì)與CO2結(jié)合，使羅非魚(yú)片表面產(chǎn)生酸化作用，可達(dá)到雙重滅菌的作用，使魚(yú)片的冷藏貨架期延長(zhǎng)至18 d;Shiekh等[60]用脈沖電場(chǎng)預(yù)處理太平洋白對(duì)蝦后，用不同濃度的茶芒葉提取物浸泡，然后通過(guò)DBD產(chǎn)生的高壓低溫等離子體處理太平洋白對(duì)蝦，發(fā)現(xiàn)其脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化程度相應(yīng)延緩，貨架期延長(zhǎng)至18 d。目前，生產(chǎn)等離子體功能化液體對(duì)水產(chǎn)品進(jìn)行消毒滅菌也是一種新趨勢(shì)。等離子體功能化水（plasma functionalized water，PFW）的產(chǎn)生是通過(guò)使用2 種不同模式對(duì)水或某種溶液進(jìn)行等離子體放電處理[61]。Esua等[62]將PFW與等離子體功能緩沖液分別同超聲處理相結(jié)合，利用超聲輔助滲透來(lái)抑制致病菌的生長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合處理組的大腸桿菌最大減少量分別為1.39、1.31（lg（CFU/g）），且其效果優(yōu)于單一處理，可能是由于等離子體-液體相互作用過(guò)程中引起的強(qiáng)酸化效應(yīng)，能減弱細(xì)菌的抵抗能力。另外，Zhao Yiming等[63]通過(guò)超聲聯(lián)合等離子體活化水分析得出，鯖魚(yú)片中的嗜中溫菌數(shù)和嗜冷菌數(shù)降幅最明顯，且聯(lián)合處理后的嗜冷菌數(shù)比單一用過(guò)氧乙酸處理降低0.11（lg（CFU/g））。因此，采用適宜的工藝參數(shù)，并與其他技術(shù)相結(jié)合，就有可能增強(qiáng)等離子體活化水在工業(yè)應(yīng)用的靈活性，提高成本效益。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著當(dāng)前人們對(duì)新鮮食品需求的提升和對(duì)食品質(zhì)量安全的重視，許多食品工業(yè)都在研究低溫等離子體產(chǎn)生技術(shù)。低溫等離子體技術(shù)具有作用溫度低、操作簡(jiǎn)單、安全無(wú)殘留和高效環(huán)保等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于品質(zhì)改善、減菌處理、黑變抑制（甲殼類）和安全控制等水產(chǎn)品保鮮中。在水產(chǎn)品貯藏保鮮方面，當(dāng)前我國(guó)在努力朝著非熱加工的方向轉(zhuǎn)變，而等離子體技術(shù)作為非熱加工技術(shù)之一，也在為轉(zhuǎn)變提供新的思路和理論指導(dǎo)。

然而，因等離子體的本質(zhì)是活躍的電離氣體，對(duì)水產(chǎn)品的保鮮效果還有局限性，主要涉及電壓強(qiáng)度、工作氣體、處理時(shí)間和活性物質(zhì)的控制等，均難以用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)予以控制，故其統(tǒng)一性和安全性都是未來(lái)的重大挑戰(zhàn)。其次，雖然PAW處理過(guò)程會(huì)更加溫和，操作更加靈活、方便，但其殺菌物質(zhì)作用時(shí)間較短和促進(jìn)脂質(zhì)氧化，降低水產(chǎn)品的整體接受度，故應(yīng)考慮與恰當(dāng)?shù)目寡趸瘎詈?、完善工藝參?shù)等來(lái)提升其作用效果。最后，等離子體技術(shù)作為一種新型的滅菌（或抗生物被膜）技術(shù)，其滅菌機(jī)制的研究尚未明確，可與新興的組學(xué)技術(shù)聯(lián)用，來(lái)彌補(bǔ)當(dāng)前技術(shù)的不足，從而使其在未來(lái)的水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域得到更廣泛應(yīng)用。

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收稿日期：2022-04-06

基金項(xiàng)目：“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)（2019YFD0901602）;國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-47-G26）;

上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心能力提升項(xiàng)目（19DZ2284000）

第一作者簡(jiǎn)介：藍(lán)蔚青（1977—）（ORCID： 0000-0002-0509-4494），男，高級(jí)工程師，博士，研究方向?yàn)槭称繁ｕr技術(shù)。

E-mail： wqlan@shou.edu.cn

*通信作者簡(jiǎn)介：謝晶（1968—）（ORCID： 0000-0002-0507-4136），女，教授，博士，研究方向?yàn)槭称防鋬隼洳毓こ獭?/p>

E-mail： jxie@shou.edu.cn24D4F802-07DE-49A7-9AA4-9898777CBAA0