低温等离子体活化水发生设备及其应用效果试验

等离子体活化水(Plasma-Activated Water,PAW)具有广谱杀菌特性,可有效杀灭生鲜食品上的微生物,抑制其腐败变质.该研究基于介质阻挡放电等离子体发生原理设计了一套PAW发生设备,主要部件包括介质阻挡放电结构、通风散热通道、活化水流动通道、高压交流电源等.其中,介质阻挡放电结构采用圆柱形高压放电电极与平板形低压放电电极上下均匀间隙组配,不锈钢导流板与流动水膜一体化设计低压电极;圆柱形高压放电电极的散热采用双向逆流、内外散热通风双通道;高压交流电源的功率电路采用交流-直流-交流电路结构实现介质阻挡放电能量供给,控制电路可实现频率、电压、电流等参数监测与调控.将鲜切马铃薯片模拟感染大肠杆菌,并进行PAW杀菌保鲜试验,以验证所研制设备的应用效果.结果表明,在进水流量600 mL/min、电极空气间隙10 mm、物料与活化水质量比1:20、电源电压137.4 V、杀菌时间4.72 min条件下,PAW对染菌马铃薯片的大肠杆菌杀菌率达(98.65±0.59)％,经过24 d贮藏后,不清洗组、蒸馏水清洗组和PAW清洗组染菌马铃薯片硬度分别为(3.01±0.84)、(3.54±0.81)、(4.70±0.48)N,色差值分别为22.08±1.05、13.21±1.43、7.35±0.82,相对电导率分别为(28.00±6.43)％、(26.72±2.07)％、(17.19±2.26)％,可溶性固形物含量分别为(6.850±0.120)％、(5.430±0.006)％、(3.080±0.006)％,腐烂率分别为(87.04±1.63)％、(76.32±1.60)％、(52.09±1.41)％,PAW清洗组染菌马铃薯片品质优于不清洗组、蒸馏水清洗组,PAW杀菌保鲜效果良好.该研究可为等离体子活化水杀菌技术研发及产业化应用提供参考.