利用冷等离子体活化水优化五味子籽胶质提取工艺：对其物理化学性质、抗氧化性能及热稳定性的研究

《LWT》：Optimization of quince seed mucilage extraction using cold plasma-activated water: evaluation of the physicochemical, antioxidant, and thermal properties

　　等离子体激活水提取工艺优化了大麦克斯种子胶的物理化学性质和抗氧化活性，响应面法确定最佳条件为温度26°C、激活时间3分钟、溶剂比例19，提取率达28%，酚酸和黄酮含量分别为120.8和131.9 mg/g，DPPH和ABTS清除率分别为17.6%和43.2%。

　　本研究探讨了利用冷等离子体激活水（PAW）优化提取木瓜籽黏液（QSM）的方法，并评估了所得QSM粉末的理化性质、抗氧化能力和热特性。QSM是一种水溶性多糖，主要由多种糖类和糖苷酸组成，具有潜在的药用价值和在食品工业中的广泛应用，如食品包装和可食用薄膜的制备。然而，传统的提取方法通常需要较长的时间和较低的提取效率，因此，本研究引入了一种绿色技术——PAW，以提高QSM的提取效率。

PAW是一种新兴的非热食品加工技术，它通过将水暴露于等离子体中，诱导复杂的化学反应，从而生成大量反应性氧和氮物种（ROS和RNS）。这种技术不仅提高了提取效率，还减少了对热敏感成分的破坏，有助于保持提取物的生物活性。此外，PAW能够显著改变溶液的pH值、氧化还原电位和电导率，从而影响细胞膜的通透性，促进细胞内物质的释放。实验结果显示，PAW在优化提取条件下表现出较高的提取率和生物活性。

在实验设计中，研究者采用了响应面法（RSM）来优化提取过程，选择了三个关键变量：等离子体激活时间（3、7.5、12和15分钟）、水温（20-70℃）以及种子与水的比例（1:10至1:50）。通过调整这些变量，研究团队找到了最佳的提取条件，即水温26℃、等离子体激活时间3分钟和种子与水的比例19:1，最终获得28%的提取率。该提取物的总酚含量为120.8 mg GAE/g，总黄酮含量为131.9 mg QE/g，显示出较强的抗氧化能力，分别达到17.6%和43.2%的DPPH和ABTS自由基清除率。此外，提取物的粘度和浊度分别为776 MPa·s和0.574，表明其具有良好的物理性质和稳定性。

本研究还评估了PAW处理对QSM粘度和浊度的影响，结果显示，随着等离子体激活时间的增加和水温的降低，粘度显著提高，而浊度则有所下降。这些结果表明，PAW处理能够有效改善QSM的理化特性，使其更适合用于食品工业中的应用。通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析，研究团队进一步确认了PAW处理对QSM分子结构的影响，特别是在3572 cm?1和3747 cm?1处的峰变化，表明水分子和官能团之间的相互作用发生了改变。扫描电子显微镜（SEM）图像显示，PAW处理后的QSM粉末表面结构更加复杂，呈现出更高的孔隙率和粗糙度，这可能是由于等离子体处理导致的细胞壁破坏。

此外，热分析结果表明，PAW处理后的QSM具有更高的玻璃化转变温度（46.2℃）和熔点（95.5℃），相较于传统提取方法（44.3℃和90℃）表现出更好的热稳定性。这表明PAW处理后的QSM在高温加工条件下仍能保持其结构和功能特性，为食品加工提供了一种安全且高效的提取方法。

研究还探讨了PAW处理对QSM提取物的抗氧化能力的影响，发现PAW处理能够显著提高DPPH和ABTS自由基清除率，以及总酚和总黄酮含量。这些结果进一步验证了PAW在植物提取中的应用潜力，特别是在提高提取物的生物活性方面。同时，研究还指出，PAW处理能够通过增加溶液的电导率和氧化还原电位，促进生物活性物质的释放，从而提高提取效率。

总的来说，本研究通过系统地评估PAW处理对QSM提取效率和品质的影响，揭示了该技术在食品工业和医药领域的广泛应用前景。研究结果表明，PAW是一种高效、环保的提取方法，能够显著提高QSM的提取率和生物活性，同时改善其理化和热特性。然而，由于本研究的创新性，目前尚缺乏大规模生产和成本优化的相关数据，因此，未来的研究需要进一步探索这一技术在实际应用中的可行性和经济性，以推动其在食品工业中的广泛应用。