低压与常压冷等离子体联合海藻酸钠涂层对‘Packham’s Triumph’梨零售期间品质保持的协同效应研究

本研究针对梨果采后易腐败变质、货架期短的问题，通过系统评估低压冷等离子体（LPCP）和大气压等离子体射流（Jet）单独及联合海藻酸钠涂层（EC）处理对‘Packham’s Triumph’梨在15°C零售条件下贮藏12天期间品质的影响，发现LPCP + EC和Jet + EC处理能显著抑制微生物生长、延缓乙烯释放和呼吸速率、降低果实软化及失重，并有效保持色泽，为梨果采后绿色保鲜技术提供了新方案。

　　

梨作为一种营养丰富的水果，因其清脆口感和独特风味而广受消费者喜爱。然而，梨果采后生理代谢旺盛，易出现快速软化、水分流失、微生物侵染等问题，导致其货架期显著缩短，据估计采后损失率高达50–60%。传统保鲜方法如气调包装、可控气氛贮藏和化学杀菌剂处理虽有一定效果，但存在成本高、环境污染、健康风险及影响果实感官品质等局限性。因此，开发高效、安全且环保的保鲜技术已成为果蔬采后领域的重要研究方向。

在此背景下，可食性涂层（Edible Coatings, ECs）和冷等离子体（Cold Plasma, CP）技术作为新兴的绿色保鲜策略受到广泛关注。海藻酸钠（Sodium Alginate）是一种天然多糖类可食性涂层材料，具有良好的成膜性和生物相容性，但其纯膜在机械性能和抗菌性方面存在不足。冷等离子体技术则通过产生活性氧氮物种（Reactive Oxygen and Nitrogen Species, RONS），可有效杀灭微生物、修饰材料表面特性，并能与可食性涂层产生协同增效作用。然而，现有研究多集中于草莓、苹果等水果，针对梨果，尤其是在模拟零售条件下的系统研究尚显缺乏。

为此，研究人员在《Food and Humanity》上发表论文，探讨了低压冷等离子体（LPCP）和大气压等离子体射流（Jet）单独及联合海藻酸钠涂层对‘Packham’s Triumph’梨在15°C、90%相对湿度下贮藏12天期间品质特性的影响。该研究通过系统评估微生物生长、理化品质及生理响应，旨在明确两种等离子体处理方式与涂层结合的协同效应，为梨果采后保鲜提供新的技术支撑。

在研究过程中，作者主要采用了以下关键技术方法：首先，使用2%海藻酸钠溶液制备可食性涂层，并通过浸渍方式应用于梨果表面；其次，分别采用低气压冷等离子体系统（Zepto-Model 2，使用90% N₂和10% O₂混合气体，70 kV放电电压）和大气压等离子体射流设备（Piezo brush? PZ3，使用环境空气，15 V放电电压）对样品进行2分钟处理；随后，将处理后的梨果置于模拟零售条件下贮藏，并定期取样分析；通过测量果实内部温度、重量损失、硬度、色度、可溶性固形物（TSS）、pH、可滴定酸（TA）、呼吸速率（以RCO₂表示）、乙烯生成速率以及微生物（需氧嗜温细菌AMB和酵母霉菌YM）数量等指标，全面评估各项处理的保鲜效果；最后，利用统计学方法（ANOVA、Duncan检验）和Pearson相关性分析，解析各品质参数间的内在联系。

研究结果部分，通过多个维度的数据展示了不同处理的效应：

在内部温度方面，LPCP + EC和Jet + EC处理导致果实内部温度轻微升高（约1.5°C），但均保持在接近室温水平，表明等离子体处理未对果实造成热损伤。

重量损失方面，对照样品在贮藏末期失重率达14.78%，而LPCP + EC处理组最低，仅为7.91%，表明联合处理能有效减少水分蒸发，这归因于等离子体改性涂层增强了屏障性能。

在理化品质（TSS、pH和TA）上，各处理对TSS和pH无显著影响，但LPCP + EC和Jet + EC较好保持了可滴定酸含量，延缓了有机酸的消耗，这与呼吸速率抑制有关。

果实硬度测定显示，对照样品硬度下降最多（4.73 kg），而LPCP + EC处理组仅下降3.03 kg，表明联合处理通过抑制细胞壁降解酶活性和微生物活动，有效延缓了软化进程。

色泽参数方面，联合处理（LPCP + EC和Jet + EC）较好维持了果实亮度（L值）和绿色度（a负值），抑制了黄化（b*值上升），说明其能延缓叶绿素降解和类胡萝卜素积累，保持果实外观。

呼吸速率（RCO₂）和乙烯生成速率的结果表明，对照样品在贮藏中期出现呼吸高峰和乙烯释放峰，而LPCP + EC和Jet + EC处理显著抑制了这两种生理活动，这得益于涂层经等离子体改性后气体屏障性提升，限制了O₂供应并促进了乙烯氧化。

微生物分析显示，LPCP + EC和Jet + EC处理对需氧嗜温细菌（AMB）和酵母霉菌（YM）的抑制效果最显著，较对照降低约1.8 log CFU/g，因等离子体产生的活性物种能破坏微生物细胞膜、蛋白质和DNA，而涂层提供了物理屏障，两者协同增强了抗菌活性。

Pearson相关性分析进一步揭示了各指标间的内在联系：重量损失与硬度呈强负相关（r = -0.90），与呼吸速率（r = 0.58）和乙烯生成（r = 0.65）正相关；乙烯生成与色度参数b（r = 0.79）和C（r = 0.80）高度相关，表明成熟度与色泽变化紧密关联；微生物数量（AMB和YM）与呼吸速率、可滴定酸呈中度相关，但与硬度关联较弱，提示微生物生长更依赖于果实内部代谢状态。

综上所述，本研究通过整合低压与常压冷等离子体技术与海藻酸钠涂层处理，证实了LPCP + EC和Jet + EC联合处理能有效抑制‘Packham’s Triumph’梨在零售条件下的品质劣变，其机制涉及增强涂层屏障性能、抑制生理代谢活动及微生物生长。该研究不仅为梨果采后保鲜提供了一种绿色、高效的替代方案，而且通过多参数相关性分析深化了对果实采后生物学行为的理解，为后续技术优化和产业化应用奠定了理论基础。未来研究可进一步探索长期冷藏下的效果、感官特性变化及分子机制，以推动该技术在果蔬采后领域的广泛应用。