介质阻挡放电等离子体处理对开心果营养与生化特性的影响研究

为解决冷等离子体(CP)技术在坚果加工中对营养成分的影响问题，研究人员开展介质阻挡放电(DBD)等离子体处理开心果的研究。通过5-40分钟不同时长处理，发现短时间(10分钟内)处理对蛋白质、碳水化合物等营养指标无显著影响，但40分钟处理导致亚油酸降低5%、棕榈酸增加8%，且蛋白质和碳水化合物分别减少14.56%和44%。研究为优化等离子体食品加工参数提供重要依据。

　　

在食品工业快速发展的今天，如何平衡食品安全与营养保持成为重要课题。开心果作为全球重要的经济作物，其加工过程中的微生物污染问题长期困扰产业，而传统灭菌方法往往导致营养成分损失。冷等离子体(CP)技术因其高效灭菌特性备受关注，但该技术对坚果营养成分的影响机制尚不明确，特别是长时间处理可能引发的脂肪酸组成变化、蛋白质氧化等问题缺乏系统研究。

针对这一科学问题，核科学与技术研究院等离子体与核聚变研究所的研究人员在《Future Foods》发表重要成果。研究团队采用介质阻挡放电(DBD)等离子体系统，以空气为工作气体，在500W功率、15kV电压条件下，对伊朗克尔曼省采购的Akbari品种开心果进行5、10、20和40分钟梯度处理，系统评估了处理时长对脂肪酸谱、蛋白质、碳水化合物等15项关键指标的影响。

研究主要采用光学发射光谱(OES)分析等离子体活性成分，通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)测定脂肪酸组成，运用微凯氏定氮法和Fehling法分别检测蛋白质和碳水化合物含量，并采用分光光度法测定叶绿素、类胡萝卜素等指标。感官评价由专业评审团依据ASTM标准完成，酶活性测定则通过紫外分光光度法进行。

光学发射光谱分析显示，DBD系统主要产生含氮氧化物(NO)、羟基自由基(OH)等活性粒子。脂肪酸组成研究发现，40分钟处理使亚油酸(C18:2)显著降低5%，同时棕榈酸(C16:0)增加8%，而短时间处理组无此变化。蛋白质含量在20和40分钟组分别降低12.29%和14.56%，碳水化合物在40分钟组减少达44.0%。值得注意的是，过氧化值和酸价在所有处理组均保持稳定，感官特性也未受显著影响。

在抗氧化系统方面，10分钟处理即导致抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性降低55%，而过氧化氢酶(CAT)活性保持稳定。叶绿素和类胡萝卜素含量未受处理时长影响，丙二醛(MDA)水平虽有上升趋势但无统计学差异。

该研究首次系统阐明了DBD等离子体处理时长与开心果营养成分变化的量效关系。结果表明，短时间(10分钟内)处理可兼顾灭菌效果与营养保持，而延长处理虽能提升油酸/亚油酸比值(O/L)延长货架期，但会导致关键营养素损失。这一发现为食品工业优化等离子体加工参数提供了重要依据，对推动该技术在坚果加工中的标准化应用具有里程碑意义。研究同时指出，未来需进一步探索不同气体组成、功率参数对营养组分的影响，并评估长期储存后品质变化规律。