冷等离子体预处理增强青柠贮藏期间抗氧化稳定性：DBD与GLIDE等离子体技术的比较研究

本研究系统探讨了冷等离子体（CP）预处理技术（包括介质阻挡放电（DBD）和滑动弧（GLIDE）等离子体）对青柠果实贮藏期间抗氧化特性与稳定性的影响。研究通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）及多指标生化分析，揭示了等离子体处理通过诱导表面化学修饰与代谢响应，显著提升维生素C、总酚、类黄酮及单宁含量，尤其以DBD-10分钟处理效果最为显著。该技术为果蔬采后保鲜提供了非化学、可持续的新策略，具有重要应用潜力。

　　

1 引言

青柠（Citrus aurantiifolia）作为一种营养丰富的柑橘类水果，富含维生素C、类黄酮等生物活性物质，具有显著的抗氧化潜力，但其采后易因生理衰变和微生物侵染而保质期较短。近年来，冷等离子体（CP）技术作为一种新兴的非热加工手段，在食品保鲜和营养强化领域展现出广阔前景。本研究聚焦于两种等离子体源——介质阻挡放电（DBD）和滑动弧（GLIDE）等离子体，系统比较二者对青柠果实抗氧化特性及贮藏稳定性的影响，旨在为采后处理技术提供新思路。

2 材料与方法

实验采用伊朗法尔斯省贾赫罗姆地区单一无嫁接树的墨西哥青柠果实，采收后迅速运至实验室，经清洗分选后置于微孔密封袋中，于7°C–8°C冷库中贮藏。等离子体处理分为DBD组（4、6、10分钟）和GLIDE组（90、120、150秒），分别以大气空气为载气，在特定参数下进行表面处理。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析表面化学变化，扫描电镜（SEM）观察形态结构，并测定维生素C、总酚（TPC）、总类黄酮（TFC）、单宁及碳水化合物含量，同时通过DPPH法评估抗氧化活性。数据采用SPSS进行方差分析，以Tukey检验比较组间差异。

3 结果与讨论

3.1 FTIR分析

FTIR光谱显示，青柠果皮在3300 cm^?1附近存在O–H伸缩振动峰，2918 cm^?1和2850 cm^?1处的吸收峰归因于表皮蜡质中的甲基基团，1735 cm^?1处的峰则对应酯类化合物。等离子体处理后，2800–3000 cm^?1区域脂肪族C–H伸缩峰强度降低，表明疏水性蜡质层被部分去除或降解，而酯键和多糖结构区域未发生显著变化，证实等离子体效应主要局限于表面修饰。

3.2 SEM分析

扫描电镜图像显示，对照组青柠表皮光滑且蜡质层连续；GLIDE等离子体处理导致表面粗糙度增加，出现微小裂纹和孔隙；DBD处理则引起更显著的表层破碎和蜡质剥落，表明其具有更强的蚀刻和剥离效应。这些形态变化可能影响果实的气体渗透性和微生物附着行为。

3.3 维生素C含量

贮藏30天后，DBD-10分钟和GLIDE-150秒处理组的维生素C含量分别较对照组提高13%和7%。等离子体处理后初期维生素C短暂下降，可能与活性氧氮物种（RONS）的生成有关，但随着贮藏进行，再生机制占主导，尤其是通过一氧化氮（NO）介导的抗坏血酸-谷胱甘肽循环促进了维生素C的再生。

3.4 总酚含量

青柠果皮中的总酚含量显著高于果汁。贮藏后期，DBD-10分钟处理使果皮总酚含量增加25%，GLIDE处理亦呈现类似趋势。等离子体生成的ROS和UV辐射可能激活苯丙烷代谢途径，促进苯丙氨酸解氨酶（PAL）和肉桂酸-4-羟化酶（C4H）的表达，从而诱导酚类物质的生物合成。

3.5 总类黄酮含量

类黄酮含量在等离子体处理后随贮藏时间延长而逐渐上升，DBD-10分钟和GLIDE-120秒处理效果最为显著，最高增幅达120%。这表明等离子体处理可通过降解细胞壁多糖、激活酶活性和促进结合态酚类释放等方式增强类黄酮的积累。

3.6 黄酮与黄酮醇含量

果皮中的黄酮和黄酮醇含量在贮藏初期最高，随后下降，末期又略有回升，可能与果实成熟过程中的色素积累有关。等离子体处理组在贮藏末期仍保持较高水平，表明其具有稳定活性成分的作用。

3.7 抗氧化活性

DPPH法测定显示，抗氧化活性在贮藏初期下降，20天后开始恢复，30天时等离子体处理组显著高于对照组，其中DBD-10分钟和GLIDE-150秒处理组的抗氧化能力提升约11%。这种双相变化趋势与酚类和类黄酮的积累动态一致。

3.8 总碳水化合物含量

果皮碳水化合物含量在贮藏前期下降，后期回升，而果汁中则持续上升。GLIDE处理在较短时间（90秒）内即可有效保留碳水化合物，DBD处理则需更长时间才能引发类似效应。等离子体可能通过调节ATP水平和糖代谢途径影响碳水化合物的动态平衡。

3.9 单宁含量

果汁中的单宁含量在贮藏期间逐渐增加，DBD-10分钟处理组较对照组提高21%。与易降解的水解单宁不同，青柠中的缩合单宁更稳定，等离子体处理可能通过应激反应促进其生物合成而非降解。

4 结论

本研究首次系统比较了DBD和GLIDE两种冷等离子体处理对青柠果实抗氧化性能的影响。结果表明，DBD长时间处理（10分钟）在提升维生素C、酚类、类黄酮和单宁含量方面效果最优，而GLIDE处理则更利于碳水化合物保存。等离子体技术通过表面改性、应激响应和代谢调控等多重机制，显著增强了青柠的抗氧化稳定性，为柑橘类果实的采后保鲜提供了有效且环保的解决方案。未来需进一步优化等离子体参数，推动其商业化应用。