《Food Bioscience》：Impact of atmospheric cold plasma treatment at different exposure distances and treatment times on the physical quality attributes of sesame seeds and
Escherichia coli decontamination
编辑推荐：
大气冷等离子体（ACP）暴露时间对芝麻籽性质的影响大于暴露距离；ACP暴露距离与处理时间对芝麻籽硬度无影响；在6 mm处进行ACP处理可显著降低芝麻籽亮度（L*）；在12–18 mm处暴露2 min是微生物减少的最佳窗口；在最佳窗口条件下，ACP使Esc
大气冷等离子体（ACP）暴露时间对芝麻籽性质的影响大于暴露距离；ACP暴露距离与处理时间对芝麻籽硬度无影响；在6 mm处进行ACP处理可显著降低芝麻籽亮度（L*）；在12–18 mm处暴露2 min是微生物减少的最佳窗口；在最佳窗口条件下，ACP使Escherichia coli减少0.67 log。
该研究以芝麻籽（
Sesamum indicum L.）为对象。芝麻籽富含多不饱和及单不饱和脂肪酸、优质蛋白、膳食纤维、钙镁铁锌磷等矿物质以及芝麻素、芝麻林素等木脂素，具有抗氧化、抗炎和心血管保护等健康促进作用，其油脂因内源抗氧化物质而具有较高氧化稳定性。2024年全球约一半芝麻籽产量来自非洲，尼日利亚是重要出口国；但芝麻籽国际贸易受病原微生物、真菌毒素和农药残留等食品安全问题限制，
Salmonella污染及欧洲相关进口限制和召回使出口受阻。化学去污存在毒性残留风险，热处理虽有效但易导致品质劣变。冷等离子体（cold plasma）作为非热技术，可通过活性氧氮物种（reactive oxygen and nitrogen species, RONS）、紫外辐射和带电粒子破坏微生物细胞膜、DNA和胞内组分，从而灭活微生物。已有研究报道冷等离子体可降低花生、小麦、稻米、鹰嘴豆、扁豆、人参籽和荞麦籽等微生物污染，并用于芝麻油和芝麻乳，但关于大气冷等离子体（atmospheric cold plasma, ACP）射流对芝麻籽表面去污及品质参数影响的证据有限。因此，研究人员旨在考察不同喷嘴-样品距离和处理时间对芝麻籽物理品质、微生物负荷及
Escherichia coli（
E. coli）去污的影响，并确定微生物抑制的最佳处理条件，以满足在线包装车间对样品处理参数优化的需求。
关键技术方法：芝麻籽（creamy white and hulled）购自南非CAB Foods（Stellenbosch, Western Cape, South Africa）。采用手持式ACP装置（PiezoBrush? PZ3，relyon Plasma GmbH，Regensburg, Germany）在18 W、50 kHz、环境空气约8 L/min下处理，设置距离6、12、18、24 mm和暴露时间1、2、4 min。测定水分、色泽（L*、a*、b*及褐变指数BI）、硬度、自然微生物（总需氧中温菌TAMB和酵母霉菌Y&M）及接种
E. coli ATCC 25922的去污效果；采用广义线性模型、分数因子设计、Pareto分析、期望函数多响应优化、双因素方差分析（ANOVA）和Fisher LSD检验（p < 0.05）。
研究结果如下。3.1 水分含量：水分测定和Pareto分析显示，6、12、18 mm处理对水分无显著影响；24 mm处理使水分显著降低至少20%，且暴露时间是影响水分的显著参数，距离与时间无显著交互。3.2 硬度：质构分析显示，未处理芝麻籽硬度为76.0 N；1 min、6 mm降至69.1 N（降低9%），18 mm、2 min最高为86.1 N（高13%），24 mm、2 min最低为67.5 N（低11.2%），但处理时间、距离及其交互均无显著影响。3.3 色泽属性：色差测定显示a*、b*无显著变化；ACP显著影响L*，主要受暴露时间影响（p < 0.001）。3.3.1 色泽参数变化：1 min处理在所有距离均显著降低L*；6 mm处理无论时间均显著降低L*；12–24 mm处理4 min未见显著降低。3.3.2 褐变指数：BI分析显示线性暴露时间显著影响BI（p=0.017）；6 mm 2 min（110.1±2.80）和12 mm 1 min（111.2±1.92）BI显著低于未处理（115.4±2.15）；18和24 mm各时间BI与对照无显著差异；6 mm 4 min未搅拌时出现局部焦化，其他条件未见；6 mm 4 min BI降低但无统计学意义。3.4 微生物分析：平板计数显示未处理芝麻籽TAMB和Y&M均为3.9 Log CFU/g；细菌最高降低在12 mm 4 min，最低在24 mm 1 min（2%降低）；真菌最高降低在12 mm 2和4 min，最低在24 mm 1 min；处理时间、距离或其交互对细菌计数有显著影响（p < 0.05），但降低幅度小于商业病原控制所需的5-log。多响应优化预测最大微生物灭活条件为18 mm、2 min，最佳窗口为12–18 mm、2 min。3.5
E. coli去污：接种
E. coli ATCC 25922后，12和18 mm在2 min时均显著降低
E. coli，分别降低0.57和0.51 log；4 min时两距离均降低0.67 log，且4 min计数显著低于2 min；12与18 mm间无显著差异。
讨论部分指出，ACP可降低芝麻籽表面微生物，但本研究降低幅度未达到法规限量；处理效果依赖暴露时间和距离。ACP处理后仍可能在操作、包装、运输和贮藏中再污染，故应与良好生产规范、卫生操作、适当包装和受控贮藏结合。研究局限包括仅评价物理品质和微生物去污，未评价化学/营养组成、生物活性物质和油脂品质；仅以
E. coli作为第一步，优化条件仍需针对
Salmonella验证；未考察长期贮藏和发芽。未来可研究介质阻挡放电等不同ACP递送系统及其对油脂组成、脂肪酸谱、生物活性物质和
Salmonella的影响，并使用选择性/鉴别培养基、酶学生物测定和分子工具进行微生物表征。
研究结论翻译：本研究证明，优化的大气冷等离子体（ACP）处理可有效降低芝麻籽微生物污染，同时基本保持关键品质属性（包括质构和色泽）。这些发现支持将ACP作为一种无化学去污技术用于出口市场及本地消费芝麻籽的潜在开发与应用。尽管ACP在减少热损伤和保持品质方面具有优势，其工业应用需要评估ACP系统用于芝麻籽加工的经济可行性和可扩展性，并谨慎整合到现有商业加工操作中。未来研究可考虑使用选择性或鉴别培养基、酶学生物测定和分子工具进行更明确的微生物表征。虽然
Escherichia coli在食品安全研究中被广泛接受为
Salmonella的替代菌，但菌株特异性差异（如应激反应和耐药机制）可能影响处理效果。因此，建议未来研究使用
Salmonella或适当的非致病性
Salmonella替代菌进行验证。
