食品殺菌技術是食品工業的核心技術之一，即運用各種手段，殺滅食品自身污染的、從食品包裝容器帶入的、加工與調配過程中由操作人員和設備引入的以及生產環境中存在的各種有害微生物，從而保持食品品質並達到一定保藏期的一種技術。日前，北京農學院食品科學與工程學院副教授孫運金對等離子體殺菌技術在農業生產及食品加工領域的應用取得突破性進展，北京高校首個超離子消殺機在北京農學院成功試運行。孫運金表示，低溫空氣等離子體具備滅殺微生物、分解有機物的特性，對不同食品中的多種微生物都有較好的殺滅效果，並具有高效、快速、無殘留、溫度低、應用範圍廣的特點，在食品行業中極具應用價值。
非熱食品加工技術興起
近年來，為了最大限度地保持食品營養價值，食品行業不斷尋求新技術的研發和應用，利用一系列非熱加工技術與裝備，深入研究食品加工從傳統「熱加工」向「冷加工」的變革與創新，探索低溫技術，以保障產品品質安全，實現產業的可持續發展。
隨著生活水平的提高以及食品加工業的發展，人們在關注食品安全的同時，對食品營養性的要求也在不斷提高。常規的熱殺菌技術會影響食品的營養及感官品質，甚至可能產生丙烯醯胺、呋喃等有毒有害物質。超高壓、輻照、超聲波、紫外線、臭氧、低溫等離子體等非熱殺菌技術避免了熱殺菌的局限，逐漸受到人們的重視。不過，紫外線、超聲波、臭氧等非熱殺菌技術通常需要處理20—60分鐘才能有效降低微生物的數量，耗時耗力，而超高壓殺菌只能採用軟包裝材料，限制了包裝形式。
低溫等離子體技術作為一種新型的非熱食品加工技術，在食品領域有較大的應用潛力。低溫等離子體是在大氣壓、環境溫度下，主要通過氣體放電產生的高能電子、激發態粒子、活性氧、活性氮等活性物質。低溫等離子體技術對不同食品中的多種微生物都有較好的殺滅效果，具有高效、快速、無殘留、溫度低的特點。作為一種新興的冷殺菌技術，低溫等離子體對食品中存在的各種致病性和腐壞微生物具有殺滅作用，所產生的高能帶電粒子、活性物質、紫外光等，會破壞微生物中的細胞膜、蛋白質、核酸、酶等大分子物質，從而抑制微生物的生長繁殖，最終使其滅活。它產生的高能粒子、活性物質，不僅可以殺死食品中存在的微生物，用於食品保鮮，還可以降低農藥殘留、改善食品加工特性、去除食品中存在的異味。
有效延長果蔬保質期
為有效提升等離子體技術產業化應用水平，解決農產品及食品防腐保鮮和質量安全問題，2020年10月，北京農學院首都農產品安全產業技術研究院成立了「等離子體工程中心」（帕斯曼·實驗室），並投入專項孵化資金，組建以孫運金為核心的研發團隊，專職負責低溫等離子體技術在農業生產及食品加工領域的全產業鏈應用研究與開發。研發團隊以低溫等離子體為基礎，採用獨創的隔空消殺和滲透消殺技術，再通過智慧雲服務構建了數位化開放、精準的管理控制體系，實現了對各種應用場景的快速集成。
香椿是一種人們喜愛的蔬菜，被稱為「樹上蔬菜」，但其儲藏難度高，冷凍後味道會發生改變。為打破制約香椿產業發展的這一瓶頸，孫運金團隊研發出可提高香椿保質期的等離子體氣體保鮮技術，打破了新鮮香椿保鮮的技術壁壘，延長了香椿保質期，有助於延長產業鏈。
研究團隊以採摘的新鮮香椿為研究對象，按照香椿的大小分為兩組，分別通電處理0和10分鐘後置於4℃儲藏保存，每隔2—3天進行觀察記錄。研究人員表示，對照組從儲藏第5天開始有些許萎蔫，氣味較濃郁；從第7、9天開始氣味較弱，萎蔫程度過大；19天開始長毛，有腐爛味道。等離子體處理組在開始階段沒有明顯變化，19天時有稍微萎蔫；第31天，氣味較淡，無腐爛味道；第40天之後，樣品有些許長毛和萎蔫。在外觀方面，對照組和處理組都會有顏色變化，即開始的紫紅色逐漸褪去變為綠色，對照組的顏色變化更加明顯。研究結果表明，等離子體氣體保鮮技術能夠延長香椿保質期3—5倍以上，保鮮效果突出。
提高物流消殺效率
隨著疫情防控進入常態化，快遞包裹如何消殺、是否安全可靠，成了人們關心的話題。如何保障快遞包裹安全、實現全方位消殺，是物流公司面臨的一道難題。日前，孫運金團隊研發的超離子消殺技術快遞包裹表面病毒細菌消殺輸送機，在北京農學院菜鳥驛站投入試運行。該設備操作簡單且支持現場操作，從樣品處理到殺菌完成只需30秒。該設備利用空氣等離子體冷殺菌技術，可用於快遞包裹、隨身物品、食用食品等物表消毒，實現對新冠病毒、大腸桿菌、禽流感、諾如病毒等20多種病毒細菌超實現有效消殺。
快遞員正在用超離子消殺機對包裹進行消毒
超離子消殺輸送機的成功運行，不但為校園疫情防控提供了更進一步的保障，也意味著空氣等離子體冷殺菌技術解決方案成功轉化為產品解決方案，具備了為物流行業提供消殺服務的基礎。一家快遞公司相關負責人表示，相較於傳統的消毒劑噴灑消毒，用這個設備消毒對皮膚不會有刺激，無形之中就給快遞裝上了「安全鎖」。
孫運金表示，從目前來看，運用此項技術研發出的產品，可以為物流提供全程一體化的消殺解決方案，相信在未來等離子體技術可以圍繞養殖業的全產業全鏈條，為畜禽防疫和安全生產提供一站式解決方案。
（趙程銘）
《中國食品報》