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本文综述了冷等离子体（CP）及等离子体活化水（PAW）对食品成分的影响。CP 作为非热加工技术，能提升食品品质，但也存在局限性。文章探讨了其对生物活性化合物、色素等的作用机制，为食品加工中合理应用该技术提供参考。
冷等离子体和等离子体活化水在食品加工中的应用研究
在食品加工领域，非热加工技术因能提升食品功能特性、延长保质期和保持新鲜度，受到越来越多的关注。冷等离子体（CP）作为其中的佼佼者，以其独特优势在食品加工中展现出巨大潜力。
冷等离子体是一种新颖的食品加工方法，它利用电离气体产生的自由基、电子、离子和不带电粒子发挥作用。其可分为介质阻挡放电（DBD）等离子体、射流等离子体等多种类型。冷等离子体处理在食品加工中具有诸多益处，如灭活酶和微生物、增强生物活性化合物含量、提高抗氧化活性等。但它对不同化合物的影响各异，受处理气体、等离子体源、处理时间、输入电压和食品基质组成等因素制约 。
在对食品基质的影响方面，冷等离子体能够打破共价键和细胞膜，释放酚类化合物。例如，在蓝莓中，1 分钟的冷等离子体处理可增加总酚含量（TPC），但处理时间过长则会导致其下降。同时，冷等离子体还能影响食品的质地，如使苹果片硬度增加，这是因为它能灭活导致果实软化的酶。在干燥过程中，冷等离子体可提高干燥速率，减少干燥时间，像对 tucum? 的处理，就提升了酚类和抗氧化化合物的含量。
生物活性化合物对人体健康意义重大，冷等离子体对其影响显著。以多酚类化合物为例，不同食品经冷等离子体处理后，多酚类物质的含量和种类会发生变化。在绿茶中，氮 DBD 冷等离子体处理使没食子酸和儿茶素增加，表儿茶素和表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）减少；在 a?aí 果肉中，50Hz 的 DBD 冷等离子体处理 10 分钟，可使咖啡酸和对香豆酸含量上升 。这些变化与冷等离子体产生的活性物种引发的化学反应相关，如 EGCG 可降解为没食子酸，果实果肉中活性氧物种增加会激活苯丙烷途径，促使相关酚酸生成。
等离子体活化水（PAW）是另一种备受关注的食品加工替代方法。它通过将水暴露于等离子体中产生，能生成多种活性物种，改变水的电导率和氧化还原电位，营造酸性环境。PAW 对生物活性化合物也有重要影响，在新鲜切梨的处理中，6-kV 和 10-kV 的 PAW 处理在储存初期可显著提高总多酚含量，但在 8 - 12 天后，由于过多活性氧物种导致的氧化损伤，这种有益效果消失。在火箭叶的处理中，PAW 处理可使一些酚酸含量增加，但 3,5 - 二咖啡酰奎宁酸含量下降。
食品色素对食品的品质和消费者接受度至关重要。冷等离子体对天然和合成色素均有影响。在天然色素方面，对于花青素，不同食品经冷等离子体处理后，花青素含量变化不同。如在酸樱桃 Marasca 汁、石榴汁和蓝莓等中，花青素含量有所增加，但在 chokeberry 汁中则出现下降。这与冷等离子体处理导致的细胞细胞膜完整性改变、提取物性增强以及花青素化学稳定性变化有关。对于类胡萝卜素，在牛油果浆、Siriguela 汁和枸杞等中，冷等离子体处理可使其含量增加，但在猕猴桃汁中则降低。其含量变化受处理时间、温度、pH 值以及冷等离子体产生的活性物种等多种因素影响 。对于甜菜红素，冷等离子体处理会使其含量略有下降，这是因为其对环境条件敏感，冷等离子体产生的酸性物质会改变其结构。对于叶绿素，冷等离子体处理对不同植物的影响不同，在番茄中可抑制叶绿素降解，在大麦叶中可增加叶绿素含量，但在猕猴桃汁中则使其含量降低 。在合成色素方面，冷等离子体可用于降解偶氮染料，如对 Reactive Black-5 的降解，臭氧会攻击其发色团，使其褪色。
酶在食品加工和保鲜过程中起着关键作用，冷等离子体可有效灭活与水果褐变相关的酶，如多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）。不过，冷等离子体对酶的影响较为复杂，在蓝莓的研究中发现，短时间（60s）、12 kV 的处理可使 PPO、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶的活性增加，而对 POD 无立即影响，但在 20 天后会加速其活性变化 。
维生素是人体必需的营养物质，冷等离子体对不同维生素的影响不同。在维生素 C 方面，对蓝莓和猕猴桃汁的处理中，冷等离子体处理初期会使抗坏血酸含量降低，但在蓝莓中，10 天后处理样品的抗坏血酸含量会超过对照组，这可能是因为冷等离子体产生的活性物种增强了脱氢抗坏血酸还原酶的活性 。在其他维生素方面，如在 Siriguela 汁中，辉光等离子体处理可增加维生素 A、B3 和 B6 的含量。
脂质在食品中也占有重要地位，冷等离子体产生的活性氧物种（ROS）会影响脂质的氧化，使不饱和脂质转化为饱和脂质。在大米、罗非鱼片、牡蛎、牛奶、棕榈油和大豆油等的研究中发现，冷等离子体处理会改变脂肪酸的组成，使饱和脂肪酸增加，不饱和脂肪酸减少 。但在芝麻和向日葵油的处理中，15 分钟的处理会使不饱和脂肪酸含量略有增加，30 分钟处理则会使饱和脂肪酸含量增加。
精油具有多种有益特性，冷等离子体处理对其提取率和成分有积极影响。在孜然精油的提取中，冷等离子体处理可使提取效率提高 44%，孜然醛含量增加 。在茴香、薄荷、黑胡椒等的研究中也发现，冷等离子体处理可优化精油提取率，同时改变精油中某些成分的含量。
然而，冷等离子体处理在食品加工应用中也面临诸多限制。处理参数的复杂性使得优化过程困难重重，不同食品基质需要不同的参数组合，这需要大量实验探索。非特异性反应导致难以明确处理后材料的特性变化来源，影响对处理效果的精准评估。从实验室到工业生产的规模放大面临技术和成本挑战，设备昂贵且技术复杂。冷等离子体处理可能会降低食品的营养质量，破坏必需营养素或生物活性化合物。目前对其作用机制的理解有限，难以准确预测处理结果和优化处理过程。处理效果的一致性和可重复性差，受材料和实验设置等因素影响，容易出现差异。处理还可能改变食品的感官特性，影响消费者接受度。此外，成本高昂、存在监管和安全担忧、消费者对新技术的接受度低等问题，也限制了冷等离子体技术在食品加工中的广泛应用。
综上所述，冷等离子体加工作为一种非热技术，在维持食品质量方面具有一定优势。但要实现其在食品加工中的有效应用，还需深入研究其对食品成分的影响机制，优化处理参数，克服现有局限性，以充分发挥其在食品加工领域的潜力，为提升食品品质和安全性提供有力支持。
