《ACS Food Science & Technology》：Application of Dielectric Barrier Discharge Cold Plasma on Sliced Bread: Evaluation of the Technological Properties and Microbiota during Storage, a Pilot Study
编辑推荐：
本研究探讨了介质阻挡放电（DBD）冷等离子体技术作为化学防腐剂替代方案在切片面包保鲜中的应用。通过对比标准（含防腐剂）、对照（无处理）及等离子体处理面包，评估了比体积、水分活度（aw）、质构、色泽及脂质氧化等关键技术参数。结果表明等离子体处理面包在保持感官品质的同时可实现2个对数值的微生物抑制，为清洁标签（clean label）烘焙食品开发提供了新思路。
介质阻挡放电冷等离子体在面包保鲜中的应用机理
研究背景与意义
烘焙行业面临由真菌腐败导致食品浪费的严峻挑战，同时消费者对清洁标签（clean label）产品的需求日益增长。巴西烘焙市场预计在2024-2029年间年均增长8.21%，全球市场同期增长率约10%。传统化学防腐剂如丙酸钙和山梨酸钾因其潜在健康风险受到质疑，促使业界寻求冷等离子体等非热力杀菌技术作为替代方案。
实验设计与方法
采用三组对照：对照组（无防腐剂无等离子体）、标准组（含0.5%丙酸钙+0.01%山梨酸钾）和等离子体组（DBD处理）。等离子体处理参数为3.5kV峰值电压、125W功率、每面10分钟（总计20分钟）。使用强筋小麦粉（蛋白质13.19%，湿面筋指数92.7）制作面包，在25°C条件下进行1/3/5/7天储存评估。
工艺特性变化规律
比体积分析显示等离子体组（4.62cm3/g）与对照组无显著差异，但显著高于标准组（2.81cm3/g），表明丙酸钙会抑制酵母活性。水分迁移方面，等离子体处理加速了自由水分子迁移，第3天时面包芯水分含量降至35.2%。色泽参数中等离子体组呈现明显黄化（ΔE>4），其L*值（80.04）低于标准组（82.81），a*/b*值显著升高，这与活性氧物种作用于美拉德反应产物有关。
脂质氧化与质构特性
等离子体组过氧化值（PI）随储存时间显著上升，第5天达18.5 mequiv/kg，虽未超过酸败阈值（20-40 mequiv/kg），但表明多不饱和脂肪酸更易被活性氧氧化。质构分析发现等离子体处理使硬度值从第1天3.5N增至第5天5.8N，这与淀粉回生和水分重分布相关。
微生物抑制效果
等离子体通过活性氧物种（O3、·OH等）破坏微生物膜结构，使扩展青霉（Penicillium expansum）和枝孢霉（Cladosporium cladosporoides）的生长延迟至第7天，实现2个对数值的抑制。实验发现电极几何形状影响杀菌均匀性，圆形培养皿中的椭圆形面包片边缘区域存在等离子体覆盖盲区。
技术优化方向
研究建议通过降低氧气比例、添加天然抗氧化剂、结合酶制剂（木聚糖酶/葡萄糖氧化酶）等协同策略，平衡杀菌效率与氧化副反应。优化后的等离子体处理（275W/40分钟）可实现20天无真菌生长，但需控制质构劣化。
工业应用前景
该技术具备无需水资源、不产生废水的环保优势，未来可通过设备几何优化和参数精准控制，成为符合清洁标签要求的烘焙食品保鲜解决方案。
