介质阻挡放电冷等离子体对芝麻籽中黄曲霉毒素去除及理化性质影响的研究

本研究针对芝麻籽中致癌性黄曲霉毒素B1(AFB1)污染问题，创新性地采用介质阻挡放电冷等离子体(DBD-CP)技术，系统探究了不同处理气体(空气/氩气/湿氩气)、功率(45-56 W)和时间(1-8 min)对AFB1降解效率及芝麻籽品质的影响。研究发现空气气体处理27.7%的AFB1降解率最优，而氩气在56 W功率下处理8分钟可实现68.59%的毒素降解，同时揭示了该技术对芝麻籽色泽、质地、植物甾醇等关键品质指标的作用规律，为非热力食品脱毒技术开发提供了重要数据支撑。

　　

在食品安全领域，黄曲霉毒素B₁(AFB₁)作为IARC认定的1类致癌物，其污染问题长期困扰着油料作物产业链。芝麻籽作为含油量高达44-58%的重要经济作物，在储存不当条件下极易被产毒真菌侵染，欧盟标准严格限定其AFB₁含量不得超过2μg/kg。传统热加工虽能部分降解毒素，但会导致营养成分破坏和油脂氧化，这促使研究者将目光投向新兴的非热力处理技术——介质阻挡放电冷等离子体(DBD-CP)。该技术通过产生活性氧氮物种(ROS/RNS)实现微生物灭活和毒素降解，但其对芝麻籽这种高油脂基质的处理效果及对品质的影响尚不明确。为此，Kermanshah医科大学Asma Ghaani团队在《Scientific Reports》发表的研究，系统评估了DBD-CP技术对芝麻籽脱毒及品质调控的双重作用。

研究采用自行设计的DBD等离子体反应器，通过调节处理气体类型(空气/氩气/湿氩气)、功率参数(45/56 W)和作用时间(1-8分钟)建立多组处理条件。采用HPLC荧光检测法测定AFB₁含量，结合过氧化值(PV)、酸值(AV)等脂质氧化指标，以及HunterLab色差仪、质构仪、HPLC-荧光/紫外检测等综合分析品质变化。

气体类型对AFB₁降解及过氧化值的影响

空气处理组展现最强脱毒能力，1分钟内使AFB₁从65 ppb降至47 ppb（降幅27.7%），这归因于空气中丰富的臭氧(O₃)和氮氧化物(NO_x)对毒素分子中C8=C9双键的氧化攻击。但伴随而来的是PV值从0.61激增至1.61 meq/kg，提示空气处理会加速脂质氧化。相较之下，氩气处理虽初始效率较低（降幅18.47%），但对油脂氧化影响较小，因此被选为后续优化实验的处理气体。

功率与时间对AFB₁降解的协同效应

在56 W功率下延长处理至8分钟，AFB₁含量出现断崖式下降，从63.4 ppb锐减至19.9 ppb（降幅68.59%）。这种时间-功率依赖性源于高能条件下产生的·OH和O₂^-等活性粒子浓度提升，不仅能破坏毒素的呋喃环结构，还可通过抑制产毒真菌细胞膜功能实现源头控制。

理化性质的系统性变化

处理后的芝麻籽呈现显著品质特征变化：L*值从44.45降至42.02表明色泽加深，这与美拉德反应产物的生成有关；硬度从335.96 g飙升至762.45 g，反映蛋白质二硫键交联增强；而β-谷甾醇(β-Sitosterol)含量从197.01 mg/g骤降至92.62 mg/g，芝麻素(Sesamin)从5303.58 mg/kg减至3946.98 mg/kg，说明活性粒子会攻击酚类物质和甾醇结构。值得注意的是，蛋白质总量保持稳定（19.03% vs 18.73%），显示DBD-CP对营养组分的保护性优势。

该研究首次证实DBD-CP技术对芝麻籽可实现近70%的AFB₁脱毒效率，同时揭示了处理参数与品质变化的量效关系。虽然观察到PV升高、部分功能成分损失等问题，但通过气体选择和参数优化可最大限度平衡脱毒效果与品质保持。这些发现为开发基于冷等离子体的油料作物绿色加工技术提供了理论依据，对保障食品安全和推动非热力加工技术产业化具有双重意义。未来研究需重点解决活性粒子渗透深度限制和工业化设备放大等关键技术瓶颈。