冷等离子体是一种环保且创新的技术，被应用于多个领域（Cherif等人，2023年；Sasikumar等人，2025年）。特别是冷等离子体中含有的活性物质可以有效控制病原微生物（Han等人，2016年；Patange等人，2019年）。等离子体活化水（PAW）是一种基于冷等离子体的技术，与含氯消毒剂不同，它不会产生化学副产物，并提供了一种高效的清洁方法（Xiang等人，2022年；Zou, Yang, Wu, Wang, & Wang，2025年）。等离子体放电产生的活性氧和氮物种（RONS）在PAW的形成过程中参与化学反应，生成多种对微生物灭活起关键作用的活性物质（Chiappim等人，2021年；Rotondo等人，2025年）。尽管冷等离子体技术环保且创新，但在用于微生物灭活时其效果可能有限。因此，以往的研究试图通过将PAW与其他物理或化学处理方法结合来提高杀菌效果。
PAW与温和热处理的联合应用可以显著提高杀菌效果（Zhang等人，2020年）。为了进一步提高PAW的杀菌效果，研究人员还研究了结合电场的处理方法（Mentheour & Machala，2022年）。通过将PAW与有机酸等化学物质结合使用，或者与LED和灯具等光源的光基处理方法结合使用，也可以增强杀菌效果（Jyung, Kang, & Kang，2023年；Moonsub, Seesuriyachan, Boonyawan, & Wattanutchariya，2024年）。
超声波是指频率超过人类听觉范围的高频声波，通常指频率大于20 kHz的声波（Powles, Martin, Wells, & Goodwin，2018年；Quarato等人，2023年）。这些声波可以在气体、液体和固体等介质中传播，主要以纵波形式存在（Gómez-Lozano, Rubio, Candelas, Uris, & Belmar，2016年）。当超声波穿过介质时，会经历反射、折射、散射和衰减等物理现象（Gu & Jing，2015年；Parker，2022年）。当超声波遇到两种具有不同声阻抗的介质界面时，部分声波会被反射，其余部分则穿透过去（Gunawan等人，2015年；Gupta, Haiat, Laporte, & Belanger，2020年）。反射波的比例取决于两种介质之间的密度和声速差异。基于这些原理，由于其非侵入性和实时处理能力，超声波被广泛应用于成像、测量和诊断等领域。
在农业和食品领域，超声波作为一种非热处理技术被广泛用于食品产品的净化和质量保持。研究表明，超声波处理可以通过空化效应和活性物质的生成来增强微生物的灭活和表面去污效果。此外，超声波还能提高清洗效率，减少化学消毒剂的使用，并在采后处理过程中保持水果和蔬菜的物理化学品质（Fan, Wu, & Chen，2021年；Lauteri, Ferri, Piccinini, Pennisi, & Vergara，2023年）。这些特性使得超声波成为食品安全应用中的有前景的技术，尤其是与其他非热处理方法结合使用时。
然而，使用超声波进行微生物控制也存在局限性。虽然超声波诱导的空化作用产生的能量可以影响微生物，但往往不足以实现完全灭活。此外，尽管空化作用可以产生活性物质，但其数量较少且寿命较短，从而限制了其对微生物的杀伤效果。因此，要利用超声波进行微生物控制，需要解决或弥补这些缺点。
虽然洗涤水常用于新鲜农产品的去污，但通常不足以有效控制微生物，从而增加了交叉污染的风险（Luo，2007年）。含氯消毒剂已被广泛研究和应用作为替代方案；然而，其使用可能会导致有毒副产物的形成，这些副产物可能残留在农产品表面（Research Group on Quality等人，2019年）。此外，PAW也被探索作为新鲜农产品去污的潜在替代方法；然而，单独使用PAW的杀菌效果可能不够理想。在食品工业中，超声波可以通过洗涤过程中的剥离效应有效控制新鲜农产品表面的食源性病原体（Rafeeq & Ovissipour，2021年；Zhou, Salazar, Fay, & Zhang，2023年）。超声波可以在水中诱导空化，从而有助于有效去除新鲜农产品表面的食源性病原体（Zhou等人，2023年）。此外，空化过程还可以生成活性氧（ROS），如羟基自由基，这些活性氧有助于病原体的灭活和控制（Iwasawa等人，2009年；Rathnayake等人，2025年）。虽然单独使用超声波处理可以有效减少新鲜农产品表面的食源性病原体，但可能不足以实现彻底灭活。
已有研究探讨了PAW与超声波处理的联合应用以增强杀菌效果。与单独使用PAW或超声波相比，同时使用这两种方法可以显著增加细胞内蛋白质和DNA的泄漏，从而提高微生物的去除效率（Soni, Choi, & Brightwell，2021年；Wen等人，2025年）。超声波会破坏微生物细胞膜，使PAW中生成的活性物质更有效地穿透受损细胞，从而比单独使用任何一种方法都具有更强的抗菌效果（Wen等人，2025年；Xu等人，2025年）。以往的研究主要研究了预先制备PAW的间接方法以及同时使用超声波的方法。在本研究中，为了提高杀菌效果，采用了直接方法，即通过水放电生成PAW，并结合连续超声波处理。与以往的研究不同，本研究采用了顺序处理方式，以在不同条件下比较其杀菌效果。通过优化连续过程中的每种处理时间，旨在利用等离子体-超声波联合系统实现对食源性病原体的有效控制。本研究的结果有望为食品工业中应用优化的等离子体-超声波联合系统提供重要的基础数据。
