浙江工业大学食品科技学院，柯志刚、丁玉庭等2024年6月在Food Chemistry期刊（455）上发表了《Mechanisms underlying the potent antimicrobial effects of plasma-activated seawater (PASW) on fish spoilage bacterium Shewanella putrefaciens》文章｡
背景
等离子体，被称为物质的第四种状态，基于热力学成分的温度平衡，等离子体被细分为两个主要组，分别为热等离子体和非热血浆（NTP），由于其生产能力，一直引起人们的极大兴趣，NTP具有强大的抗菌能力，因而在食品保存方面展现出了相当大的前景。
主要内容
等离子体活化海水（PASW）是一种很有前途的海洋鱼类保护方法，但其杀灭藻类的功效和机制尚不清楚。研究发现，与等离子体活化水（PAW）相比，PASW对鱼类腐败细菌Shewanella腐败菌表现出优异的杀菌性能，并提高了鱼片保存的有效性。为了澄清其机理，进行了详细的调查，包括PASW中活性氧/氮物种（ROS/RNS）和活性卤素物种的产生及其抗菌效果。研究结果表明，与PAW相比，PASW产生更多的亚硝酸盐和双氧水，以及将氯离子和溴离子转化为活性物质，这些共同增强了PASW的抗菌活性。在PASW中，ROS/RNS和活性氯/溴物种的协同作用促进了胞内ROS的产生，造成了更多的膜损伤，氧化还原失衡，从而提高了细菌的死亡率。
研究成果
（a）NTP处理时间对PASW和PAW对希瓦氏菌的抗菌活性的影响。（b）和（c）：PAW和PASW暴露对冷藏期间草鲢鱼片中的TVC数量和TVB-N含量的影响。不同的小写字母表明一组中存在显著差异（p < 0.05）。不同的大写字母表明各组之间存在显著差异（p < 0.05）。
NTP处理时间对PASW和PAW中pH（a）、H2O2含量（b）和NO2-含量（c）的影响。不同的小写字母表明一组内存在显著差异（p < 0.05）。不同的大写字母表明各组之间存在显著差异（p < 0.05）。（d）：酸化亚硝酸盐、酸化H2O2及其组合对希瓦氏菌的抑菌作用。亚硝酸盐和H2O2的浓度与PAW-300或PASW-300相当。不同的小写字母表明一组内存在显著差异（p < 0.05）。（e）：PAW-300、PASW-300、PANaCl-300、PANaBr-300和PANaCl/NaBr-300的抑菌活性比较。NaCl和NaBr的浓度分别为31克/升和92毫克/升。不同的小写字母表示显著差异（p < 0.05）。（f）：与DPD试剂反应后，PAW-300、PASW-300、PANaCl-300、PANaBr-300和PANaCl/NaBr-300的UV-vis吸收光谱。NaCl和NaBr的浓度分别为31克/升和92毫克/升。
（a）：不同NTP处理时间的PASW和PAW暴露对希瓦氏菌细胞内ROS生成的影响（b）：不同NTP处理时间的PASW和PAW暴露对希瓦氏菌的MDA内容的影响。不同的小写字母表示显著差异在一组中（p < 0.05）。不同的大写字母表明各组之间存在显著差异（p < 0.05）。（c）：PASW-300、PASW-600、PAW-300和PAW-600暴露对希瓦氏菌膜渗透性的影响。
希瓦氏菌细胞在暴露于PAW-0、PAW-300、PASW-0和PASW-300后的SEM。（a~c）和（d~f）是PAW-0的SEM显微照片和PAW-300处理样品。（g~i）和（j~l）分别是PASW-0和PASW-300处理样品的SEM显微照片。放大倍数从左到右是×10,000、×20,000和×50,000。
不同NTP处理时间的PASW和PAW暴露对希瓦氏菌的SOD活性（a）、CAT活性（b）、GPx活性（e）、GR活性（d）、GSSG含量（e）和GSSG/GSH比率（h）的影响。不同的小写字母表明一组内存在显著差异（p < 0.05）。不同的大写字母表明各组之间存在显著差异（p < 0.05）。
结论
总之，这项研究发现抗菌效果PASW优于PAW，随着NTP处理持续时间的延长而明显。确定这些差异的因果关系，比较了PASW和PAW的物理化学特性。此外，发现天然的氯化物和溴化物离子在PASW内部被转化为活性氯/溴物种，进一步促进了其对细菌的致命影响。足量的ROS/RNS与PASW中的活性氯/溴物种一起已被证明可以诱导细胞内ROS的大幅增加，导致严重的膜损伤，扰动细胞内氧化还原系统，这项研究的结果不仅阐明了PASW的杀菌机制，但也提出了一种通过使用PASW在海上保存海鲜的方法。
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原文链接
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Ke ZG, Peng XJ, Jia SL, et al. Mechanisms underlying the potent antimicrobial effects of plasma-activated seawater (PASW) on fish spoilage bacterium Shewanella putrefaciens[J]. Food Chemistry, 2024: 140147.
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文字：宋 歌
校编：丁 希
排版：陈天龙
审核：李春保
