等离子体活化气体对小麦采后微生物及害虫污染的高效灭活研究

《Food Control》：Inactivation of microbial and pest contamination in post-harvest wheat by plasma-activated gas

本文推荐等离子体活化气体（PAG）作为小麦采后储存的新型绿色保鲜技术。研究显示，富含N2O5和O3的H混合气体（H-Mixed-gas）可高效灭活细菌、真菌及玉米象（Sitophilus zeamais），且对小麦结构、品质影响微小，为大规模粮食储藏提供了安全高效的解决方案。

　　

章节亮点

不同等离子体活化气体中的气态活性物种

通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）对五种等离子体活化气体中的活性成分进行表征。由滑弧放电（GAD）反应器产生的氮氧化物气体（NO_x-gas）主要含有一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO₂）；而由介质阻挡放电（DBD）反应器产生的臭氧气体（O₃-gas）则以臭氧（O₃）为主，并含有微量五氧化二氮（N₂O₅）、硝酸（HNO₃）及一氧化二氮（N₂O）（图S1）。提高通入DBD反应器的工作气体中的氧气浓度可增强臭氧生成，这体现在高氧臭氧气体（H-O₃-gas）比低氧臭氧气体（L-O₃-gas）具有更高的臭氧浓度。

讨论

小麦作为全球人类最重要的主粮作物之一，其产量和消费量逐年稳步增长（Los等，2018a）。然而，由于微生物和害虫的污染，小麦的长期储存仍面临挑战，导致巨大损失（Evrendilek等，2019；Kaur等，2020）。这些污染物严重降低小麦品质与安全性，对消费者健康构成潜在风险（Yadav等，2014）。因此，实施有效的污染物灭活措施对保障小麦储存安全至关重要。

结论

综上所述，五种等离子体活化气体对储存小麦中的污染物表现出不同的灭活效果。其中，富含高浓度N₂O₅和O₃的H混合气体（H-Mixed-gas）在灭活细菌、真菌等多种微生物及成年玉米象（S. zeamais）方面展现出显著功效。此外，H混合气体处理具有高空间均匀性，并能穿透小麦堆1厘米以上，实现对深层污染物的有效灭活，且对小麦籽粒的结构完整性、物理品质及加工特性无不良影响，仅引起表面官能团的轻微变化。该技术为小麦采后保鲜提供了一种高效、安全且具应用潜力的新策略。