低温等离子体在生鲜食品表面杀菌中的应用研究

方晓晨612401197510117651

摘要：生鲜食品富含水分、蛋白质与维生素等活性营养物质，在流通与消费全流程中极易受到表面致病微生物与腐败微生物的污染，不仅会加速产品腐败变质、缩短货架保鲜周期，还会诱发食品安全风险，危害消费者饮食健康。传统热杀菌与化学杀菌模式存在明显应用局限，高温处理易破坏生鲜原有色泽、质地与热敏性营养，化学杀菌则容易造成药剂残留，影响食品食用安全性与原生品质。低温等离子体作为新型非热杀菌技术，可在常温常压环境下实现生鲜表面高效杀菌，兼具无残留、低损伤、高效率的技术优势。本文系统梳理生鲜食品表面微生物污染防控的现实需求，剖析传统杀菌技术的固有短板，阐释低温等离子体的多组分协同杀菌作用机理，总结该技术在各类典型生鲜品类中的杀菌效果与品质调控规律，明晰技术应用优势与现存问题，为生鲜食品绿色杀菌保鲜、食品安全防控体系优化提供理论支撑与实践参考。

关键词：低温等离子体；生鲜食品；表面杀菌；微生物污染；非热杀菌；保鲜应用

引言

居民饮食消费升级背景下，新鲜、原味、高营养的生鲜食品消费占比持续提升，消费者对生鲜产品的食用品质与安全标准要求不断提高。生鲜产品无高温精加工工序，表面微生物附着基数大、污染风险高，是食品安全管控的重点领域。传统杀菌技术难以兼顾杀菌效果与生鲜品质保留，无法适配高品质生鲜保鲜需求。低温等离子体非热杀菌技术依托物理化学协同作用实现微生物灭活，不会破坏生鲜原有食用品质与营养结构，能够有效解决生鲜杀菌保鲜的技术矛盾，现已成为生鲜食品安全保鲜领域的重点研究方向，具备广阔的产业化应用前景。

一、生鲜食品表面微生物污染防控的现实需求

（一）生鲜流通环节微生物污染安全风险

生鲜食品从生产采收、加工处理、仓储运输到终端销售的全链条中，始终暴露在复杂环境中，表面极易附着各类致病菌与腐败菌。生鲜自身湿润的表面环境、丰富的营养基质为微生物吸附、增殖与传播提供了良好条件，微生物持续繁殖会加速食品腐败、风味劣变，缩短保鲜周期。同时致病性微生物污染会引发食源性安全问题，危害消费者身体健康，常态化的表面微生物污染已成为制约生鲜食品流通保质、安全消费的核心隐患[1]。

（二）传统热杀菌技术的应用局限

热杀菌是食品工业应用最成熟的杀菌方式，通过高温作用破坏微生物结构、抑制菌群活性，实现杀菌保鲜效果。但高温处理会严重破坏生鲜食品的热敏性营养成分，改变生鲜原生色泽与质构特性，导致鲜肉失水硬化、果蔬软烂失脆，彻底丧失生鲜产品的新鲜口感与营养价值。热杀菌的高温损伤特性与生鲜食品原味保鲜的核心需求相互冲突，无法应用于鲜切、即食类生鲜产品的表面杀菌处理，应用场景存在明显局限。

（三）化学杀菌技术的残留与品质短板

化学杀菌依托食品级杀菌药剂实现微生物抑制与灭活，操作便捷、杀菌成本较低，在食品保鲜中应用广泛。但化学药剂易在生鲜表面形成残留，长期摄入会影响人体健康，不符合绿色食品安全发展理念。同时药剂浸泡、喷淋处理容易造成生鲜表面风味改变、营养流失，部分生鲜品类还会出现色泽暗沉、质感变化等品质问题，难以满足高品质生鲜的保鲜需求，亟需新型绿色无残留杀菌技术替代传统工艺。

二、低温等离子体表面杀菌的核心作用机理

（一）等离子体多活性组分协同生成机制

低温等离子体在放电处理过程中，可电离空气与介质产生丰富的复合型活性组分，主要包含活性氧粒子、活性氮粒子、带电粒子与低剂量紫外辐射等多元活性物质，各类组分可稳定共存、协同作用。区别于单一杀菌模式，多组分复合体系可全方位作用于生鲜表面附着的微生物，不存在杀菌死角，且全程处理温度接近常温，不会对生鲜食品基质造成热损伤，是实现非热高效杀菌的核心基础。

（二）微生物细胞膜结构破坏路径

低温等离子体释放的大量带电粒子与活性自由基可持续冲击微生物细胞壁与细胞膜，破坏细胞膜的完整性与通透平衡性，造成细胞膜结构破损、功能失效。细胞膜屏障作用丧失后，微生物胞内营养物质外泄，外界环境物质可自由侵入胞内，导致微生物细胞渗透压失衡、结构塌陷，无法维持正常生理形态，从物理结构层面实现微生物快速灭活，有效抑制生鲜表面菌群增殖。

（三）胞内功能物质损伤灭活原理

除物理结构破坏外，等离子体活性组分可穿透破损细胞膜进入微生物胞内，直接损伤微生物遗传物质，抑制基因复制与转录过程，阻断微生物繁殖代谢。同时活性粒子会氧化灭活胞内关键功能酶，破坏微生物正常能量代谢与生理运转体系，彻底丧失生存与增殖能力，实现长效杀菌抑菌效果，有效规避生鲜表面微生物二次污染与持续腐败问题[2]。

三、低温等离子体在典型生鲜品类的杀菌应用效果

（一）畜禽冷鲜肉表面杀菌应用效果

在冷鲜肉保鲜处理中，低温等离子体可有效杀灭肉品表面附着的常见致病菌与腐败菌，显著降低表面微生物基数，延缓肉品腐败变质进程，有效延长冷藏保鲜周期。该技术可精准作用于肉品表面菌群，不会破坏肉品肉质结构与营养成分，避免传统杀菌导致的肉质硬化、色泽暗沉问题，能够完整保留冷鲜肉原生色泽与鲜嫩口感，适配生鲜肉品常温与低温保鲜处理场景。

（二）鲜切果蔬生鲜杀菌保鲜效果

鲜切果蔬表面创口多、营养暴露充分，微生物污染与褐变腐败问题更为突出。低温等离子体处理可有效抑制鲜切果蔬表面腐败菌群活性，减少微生物诱导的褐变反应，同时不会损伤果蔬脆嫩质地与维生素等热敏营养。合理调控处理参数可维持果蔬鲜亮色泽与原生风味，解决鲜切果蔬保鲜周期短、易腐易坏的行业痛点，适配即食鲜切果蔬的安全杀菌保鲜需求。

（三）鲜活水产表面杀菌与品质调控规律

鲜活水产表面湿润多孔，微生物易附着滋生，常规杀菌方式易造成水产肉质损伤、风味变差。低温等离子体温和非热的处理特性，可在高效灭活水产表面有害微生物的基础上，完整保留水产鲜嫩质地与特有风味。不同处理参数对水产品质影响存在差异，适度处理可实现杀菌保鲜双向兼顾，参数过载会轻微诱发表面氧化反应，因此精准把控处理强度是保障水产杀菌效果与品质稳定的关键[3]。

结语

综上所述，低温等离子体技术凭借绿色无残留、非热低损伤、高效广谱杀菌的突出优势，有效弥补了传统热杀菌与化学杀菌技术的应用短板，完美适配生鲜食品表面杀菌保鲜的核心需求。该技术依托多组分活性物质协同作用，通过破坏微生物细胞结构、损伤遗传物质、灭活胞内功能酶实现高效杀菌，可广泛应用于冷鲜肉、鲜切果蔬、鲜活水产等各类生鲜品类，在高效抑菌防腐的同时，最大程度保留生鲜食品的色泽、质地与营养品质。当前该技术仍存在参数适配性不足、规模化应用受限等问题，未来可围绕不同生鲜品类优化定制化处理参数，完善设备工艺体系，推动低温等离子体杀菌技术在生鲜食品加工保鲜领域的产业化普及与精细化应用，助力生鲜食品安全、绿色、高品质长效发展。

参考文献

[1]凌紫青, 陈泓帆, 聂鑫, 莫晓琴, 赵志平, 曾天志, 刘达玉. 冰温协同低温等离子体处理对生鲜牛肉贮藏保鲜效果的研究 [J]. 保鲜与加工, 2025, 25 (4): 37-44+52.

[2]钱婧, 王冶, 章建浩, 侯亚男, 孟婧怡, 严文静. 低温等离子体冷杀菌对血红蛋白诱导猪肉脂质氧化的影响 [J]. 包装工程, 2020, 41 (19): 1-7.

[3]徐文慧, 周锦云, 蔡静, 张俊. 基于低温等离子体技术的果蔬生鲜杀菌保鲜研究进展 [J]. 浙江农业科学, 2020, 61 (1): 121-124.

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