非热杀菌技术（PAW/OW/SAEW）对恶臭假单胞菌的抑菌机制及其在罗非鱼片保鲜中的应用研究

针对恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）引发的食品腐败问题，研究人员系统探究了等离子体活化水（PAW）、臭氧水（OW）和微酸性电解水（SAEW）的杀菌机制。通过分析细菌形态、膜结构、氧化还原平衡及代谢活性，发现PAW和SAEW导致细菌破裂泄漏，OW引发质壁分离，PAW组细胞内活性氧（ROS）水平提升6倍，并抑制SOD、CAT等酶活性。该研究为水产品非热杀菌技术提供了理论依据，成果发表于《Food Research International》。

　　

水产品腐败是全球食品工业面临的严峻挑战，其中恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）是导致鱼类变质的主要元凶。这种革兰氏阴性菌通过分泌蛋白酶降解肌肉弹性，将氨基酸转化为胺类化合物，不仅产生腐败异味，还可能引发生物毒性。罗非鱼作为全球第二大养殖鱼类，年产量高达530万吨，但在加工和储存过程中极易受到污染。传统保鲜技术如低温冷藏虽能延缓腐败，但无法彻底解决微生物污染问题。因此，开发高效、非热力的杀菌技术成为研究热点。

为解决这一难题，海南省科技专项基金支持的研究团队在《Food Research International》发表了一项突破性研究，系统比较了等离子体活化水（Plasma-Activated Water, PAW）、臭氧水（Ozone Water, OW）和微酸性电解水（Slightly Acidic Electrolyzed Water, SAEW）对恶臭假单胞菌的杀菌机制及其在罗非鱼片保鲜中的应用效果。

关键技术方法
研究采用750W等离子体喷射装置制备PAW（pH 2.51，氧化还原电位594.67 mV），臭氧发生器生成OW（0.27×10^?3 g/L），电解法制备SAEW（pH 5.5）。通过扫描电镜观察细菌形态，检测细胞膜脂肪酸组成、活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）水平及超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase, SOD）、过氧化氢酶（Catalase, CAT）等酶活性变化，结合分子对接分析活性物质（H₂O₂、HClO、HNO₂）与靶酶的相互作用。

研究结果

1. 表面Zeta电位和疏水性
PAW、OW和SAEW处理使细菌表面Zeta电位从对照组的-16.88 mV分别升至-14.13 mV、-14.63 mV和-11.18 mV，表明细胞膜表面电荷发生显著改变。疏水性实验证实三种处理均增强了细菌表面疏水性，其中SAEW组细胞膜饱和脂肪酸含量从68.85%增至86.94%，直接影响膜流动性。

2. 细菌形态与膜结构破坏
电镜观察显示，PAW和SAEW导致细菌破裂和胞内物质泄漏，而OW引发典型的质壁分离现象。这种差异可能与活性成分的作用方式有关：PAW中的H₂O₂和HNO₂直接攻击膜脂质，而OW的臭氧分子更易穿透细胞壁。

3. 氧化应激与代谢抑制
PAW处理组细胞内ROS水平较对照组激增6倍，引发氧化应激。分子对接表明，H₂O₂通过结合SOD活性中心的Cu²⁺配体位点（His45和His49），抑制其催化活性；HClO则与CAT的血红素辅基结合，导致酶失活。呼吸链脱氢酶（Respiratory Chain Dehydrogenase, RCD）和碱性磷酸酶（Alkaline Phosphatase, AKP）活性也显著下降。

4. 罗非鱼片应用验证
在真实食品体系中，三种处理均显著降低罗非鱼片的总活菌数和恶臭假单胞菌丰度，其中PAW表现出最强杀菌效果，同时维持了鱼肉品质。

结论与意义
该研究首次阐明PAW、OW和SAEW通过“内外双重胁迫”机制杀灭恶臭假单胞菌：外部破坏细胞膜完整性，内部引发氧化应激并抑制关键代谢酶活性。PAW因能同时产生活性氧和活性氮物种（RONS），展现出最优的杀菌性能。这一成果不仅为水产品非热杀菌技术提供了理论支撑，也为开发新型食品保鲜剂指明了方向。未来研究可进一步优化处理参数，推动该技术在工业化生产中的应用。