ВведениеИнактивацию микроорганизмов при помощигазоразрядной нетермальной плазмы можноназвать новым методом достижения стерильности всравнении с использованием нагревания, химическихстерилизующих средств или фильтрования [1].Бактерицидное действие нетермальной плазмыатмосферного давления на микроорганизмы вызванорадикальными продуктами (активными частицами),которые образуются в процессе плазмохимическихреакций при генерации излучения плазмы [2].Нетермальная плазма является слабоионизованнойи сильно неравновесной. Она может создаватьсяв разных плазмообразующих газах, например, ватмосферном воздухе либо в инертных газах (аргони гелий). В литературных источниках эта плазманазывается «холодной» либо «низкотемпературной».В представленной работе нами применяется терминнетермальная плазма (non-thermal plasma), чтобыподчеркнуть, что речь идет о температурах, близкихк комнатным, поскольку низкотемпературная плазма(low temperature plasma) может иметь температуруэлектронов и ионов ≤ 2×104 K. Данный момент важендля применения нетермальной плазмы в пищевойпромышленности, т. к. термические процессымогут влиять на органолептические свойства ипищевую ценность продуктов. В нетермальнойплазме температура «тяжелой компоненты» (ионы,нейтральные частицы) не превышает несколькихсотен градусов Цельсия либо близка к комнатной.Важным представляется обеспечение микро-биологической безопасности многокомпонентныхпищевых продуктов, поскольку в их составвходят рецептурные компоненты, на поверхностикоторых обнаруживаются различные группымикроорганизмов. Такие сырьевые компоненты,как орехи, в период роста, сбора урожая, сушкии хранения поражают многочисленные бактерии,в том числе лактобациллы (Lactobacillus spp.),входящие в группу молочнокислых микроорга-низмов [3, 4]. Бактерии рода Lactobacillusпредставляют особый интерес, т. к. являются частьюнормальной микробиоты человека и животных.Однако они способны вызывать инфекционныезаболевания, особенно у людей с пониженнымиммунитетом [5]. Также эти бактерии устойчивы кдействию ванкомицина и других антибиотиков.Лактобациллы являются хорошо изученнымобъектом научных исследований и активноприменяются в пищевой промышленности. Онииспользуются для производства кисломолочныхпродуктов, а также необходимы при созданиипробиотиков, которые могут применяться в качествелекарственных средств и биологически активныхдобавок. Однако бактерии рода Lactobacillusзачастую становятся причиной порчи продуктовпитания как на этапе производства, так и на этапехранения [6].Показатели безопасности для многокомпонентныхпищевых продуктов попадают под действиетехнических регламентов, действующих натерритории ЕАЭС. В соответствии с ТР ТС 021/2011количество мезофильных аэробных и факультативноанаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) недолжно превышать 1×103 КОЕ/г, а присутствиебактерий группы кишечной палочки не допускается, вто время как присутствие бактерий рода Lactobacillusможет стать причиной ложноположительной пробына среде Кесслера [3].Основное количество фруктов и ореховпроизрастает и производится в развивающихсяof the suspension were added into a Petri dish with nutrient medium and carefully rubbed with a spreader. The plates with Endo agarinoculated with lactobacilli were placed under plasma radiation at a distance of 45 mm. The biocidal effect of plasma radiation wasestimated by the diameter of the affected areas. After the plasma treatment, the Petri dishes were incubated in an incubator for 24–48 hat 37°C, after which the diameters of the affected areas were measured again.Results and discussion. The paper introduces experimental data on the effect of argon plasma on lactobacilli isolated from food. Aftertreating the surface of inoculated Petri dishes with non-thermal plasma for five minutes, the diameter of the inhibition zone reachedthe diameter of a Petri dish (80 mm) and exceeded the diameter of the spark gap of the plasma generator (36 mm). The temperatureon the surface of the nutrient medium during plasma treatment was within the optimal temperature for lactobacillus growth,i.e. 37.3 ± 0.6°C, which excluded thermal effects. Only a few colonies survived a five-minute treatment. After one-minute treatment,the number of survived colony-forming units was considerably higher.Conclusion. Non-thermal argon plasma treatment proved effective in inhibiting the growth of gram-positive bacteria (Lactobacillusisolated from walnuts) on solid surfaces (agar plates). After five minutes of plasma treatment, the inactivated area (80 mm) exceededthe anode electrode cross section (36 mm) of the plasma generator.Keywords. Lactobacillus, walnuts, cold plasma, decontamination, inactivation, microwave, plasmatronFunding. The article was prepared as a part of the state assignment no. FGNE-2019-0002 for Russian Institute of Radiology andAgroecology (RIRAE).For citation: Petrukhina DI, Polyakova IV, Gorbatov SA. Biocide Effect of Non-Thermal Atmospheric Pressure Plasma. FoodProcessing: Techniques and Technology. 2021;51(1):86–97. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-1-86-97.88Petrukhina D.I. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 1, pp. 86–97странах; иногда с нарушением санитарно-гигиенических норм. Поэтому они подверженывысокому уровню естественного загрязненияпатогенными бактериями и грибами, а такжемикроорганизмами, вызывающими порчу. Некоторыепроизводители сухофруктов и орехов подвергаютих сушке на открытом воздухе, что способствует ихконтаминации почвенными бактериями и плесневымигрибами. В связи с тем, что орехи и сухофрукты могутбыть использованы в пищу без предварительнойтермической обработки, первостепенное значение,особенно для людей с иммунодефицитами, имеетобеспечение микробиологической безопасностиданного вида пищевой продукции.Целью исследования была оценка потенциаль-ной возможности разработанного генераторанетермальной плазмы атмосферного давления(плазматрона) для дезинфекции поверхностейпищевых продуктов, семенного материала и кормовна примере инактивации палочковидных бактерий измикрофлоры пищевых продуктов (грецких орехов).Объекты и методы исследованияВ данной работе в качестве источниканетермальной плазмы был использован электродныйСВЧ-разрядник коаксиальной конфигурации. Основуего составляет отрезок жесткой коаксиальной линиирезонансной длины с питанием от прямоугольноговолновода, нагруженного на согласованную нагрузку.Центральный проводник коаксиала проходитсквозь волновод посередине его широких стенокперпендикулярно к ним. Один из выступающихконцов коаксиала замкнут накоротко цанговымподвижным сочленением. Зона контакта вынесенав область минимума поверхностных токов. Навтором конце коаксиала обеспечены условияхолостого хода. По оси центрального проводника сразомкнутого конца выполнены радиальные пропилырезонансной длины. Подача рабочего газа (аргона)в зону разряда осуществляется по центральномупроводнику, выполненному в виде полой трубки,либо непосредственно в зазор между внутренними внешним проводником коаксиала. В качествеисточника СВЧ-энергии использовался недорогоймагнетронный генератор диапазона 2,45 ГГц имощностью 200 Вт.В качестве продукции были выбраны широкоиспользуемые в РФ очищенные грецкие орехи.Опытные партии продукции были закуплены вторговой сети. Основным критерием выбора ореховбыло их соответствие нормативным документам,а также место производства, вид упаковки иотсутствие инсектицидной обработки. Орехи грецкиеочищенные (ядро грецкого ореха) были закупленыв Краснодарском крае. Проба представляла собойкоробку из гофрокортона с дополнительным слоемполиэтилена (LDPE).Экстракцию флавоноидов осуществляли 70 %спиртом в течение 2 ч в термостате при 60 °С. Вкачестве комплексообразователя использовалираствор AlCl3. Так как пики плотности поглощенияожидалось получить в области 420–430 нм, то дляпостроения калибровочного графика был использованстандартный раствор кверцетина. Измеренияпроводились на спектрофотометре «СФ-2000»(ЗАО «ОКБ СПЕКТР», Россия) со спектральнымдиапазоном от 190 до 1100 мн и пределомдопускаемого значения абсолютной погрешностипри измерении спектральных коэффициентовнаправленного пропускания 1 %. После экстракциипо отработанной ранее методике, представленнойв работе А. В. Саруханов и др., концентрациюфлавоноидов в образцах определяли по уравнениюС = D/0,05, полученному при помощи регрессионногоанализа калибровочного графика по кверцетину [7].Относительное содержание флавоноидов в пробепересчитывали по массе исследуемого образца.При оценке антибактериального воздействияплазменного облучения на микроорганизмв качестве объекта исследования выбраликультуру палочковидных бактерий, выделенныхс грецких орехов. Определение таксономическойпринадлежности бактериальной культурыпроизводили по данным MALDI ToF масс-спектрометрического анализа совместно с ИБФМРАН (г. Пущино).В качестве основной питательной средыиспользовали дифференциально-диагностическуюсреду – агар Эндо. Для экспериментов культурубактерий отсеивали на чашку Петри и выращивалипри 37 °С в течение 18 ч. Затем с клеток культурына основе стерильного физиологического раствораделали суспензию с титром 107–108 КОЕ/мл.Из данного разведения наносили по 100 мклинокулята на поверхность подготовленных чашекс агаризованной средой и тщательно растиралишпателем. После посева сплошным газоном культурубактерий в открытых чашках Петри размещалина горизонтальной поверхности под плазменнуюструю, перпендикулярно потоку излучения плазмына расстоянии 4,5 см от сопла. Инактивацияпроводилась в воздушной среде при атмосферномдавлении и при комнатной температуре (23–25 °С).Время обработки составляло 1, 3 и 5 мин. Посевкультуры бактерий обрабатывали аргоновойплазмой атмосферного давления, генерируемойСВЧ-источником. Поток аргона составил 10 л/мин.Температура на поверхности облучаемойпитательной среды с посевом непрерывноконтролировалась с помощью тепловизора и непревышала 37 °С. После воздействия плазмы чашкис культурой инкубировали в термостате в течениесуток при температуре 37 °С. Затем в обработанных89Петрухина Д. И. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 1 С. 86–97плазмой чашках измеряли диаметр зон поражениязасеянного газона. Для контроля были подготовленычашки с культурой бактерий, которые после посеване подвергались воздействию плазмы. Кроме того,не засеянные культурой чашки с питательнойсредой также облучали плазмой с целью контролястерильности среды. Во всех экспериментахвыполнены три повторности.Результаты и их обсуждениеОрехи содержат ненасыщенные жирные кислоты,в том числе мононенасыщенные жирные кислоты иаминокислоты. Многие орехи представляют собойисточник витаминов E и B2. Они богаты белками,пищевыми волокнами, фолатами и минералами,такими как магний, фосфор, кальций, медь и селен.Питательная ценность орехов на 100 г: белки –16,2 г, жиры – 60,7 г, углеводы – 11,1 г. Крометого, в них содержатся пищевые волокна (6,1 г) ижирорастворимые витамины (Е, А, В9, В3, К, С) [8].Отечественный рынок орехов включает большойассортимент продукции: грецкий орех, миндаль,кешью, фисташки, фундук и др. Но основную рольздесь играют импортные поставки. Доля иностраннойпродукции на нашем рынке орехов близка к 90 %.Наибольшую долю в производстве и обороте ореховв ЕАЭС составляют грецкий орех и фундук.Антиоксиданты – вещества, ингибирующиеокислительное действие свободных радикалови других веществ, рассматриваются в контекстеокисления органических соединений. Антиоксидантыв больших количествах содержатся в продуктахрастительного происхождения. В орехах исухофруктах содержится большое количествополифенольных соединений, обладающихантиоксидантной активностью и оказывающихблагоприятное действие на организм. В процессесушки, термической обработки и фумигации часть ихтеряется.Нами проведено количественное определениефлавоноидов в пересчете на кверцетин, при которомполучили содержание суммы флавоноидов вконтрольных образцах грецкого ореха в пересчете насухое вещество – 128,805 ± 8,219 мкг/г.Было установлено, что в контрольных образцахорехов преобладают плесневые грибы родаRhizopus. Скорость их роста превышает обычную:на следующие сутки после посева чашка Петрисо средой Сабуро полностью покрывается этойплесенью. Микроорганизмы представленыпочвенными бактериями (табл. 1).Видовую принадлежность плесневых грибов,идентифицированных по морфологии колонийи спорангий, таких как Rhizopus и Aspergillus, неудалось определить с помощью MALDI-TOF масс-спектрометрии. Это объясняется наличием спор исложностью извлечения из них белков.Ускоренный микробиологический методимпедансного анализа на анализаторе «БакТрак4300» позволил оценить степень микробногозагрязнения грецких орехов. Графические результатыопыта представлены на рисунке 1. Ход кривыхимпедансного сигнала соответствует и отражаеткривую роста микроорганизмов в исследуемой пробе.По величине лаг-периода возможно определитьзадержку роста микроорганизмов. Ввиду различногосостава микроорганизмов их суммарная способностьметаболизировать субстрат с образованием полярныхмолекул сильно отличается от типа продукции. Ввидуотсутствия калибровочных графиков для каждоговида продукции, в которых отражаются особенностимикрофлоры и физико-химических свойства самогосырья, для определения количества микроорганизмовв абсолютных единицах используется встроеннаяв программное обеспечение универсальнаякалибровка. Однако по ней можно определитьтолько приблизительные значения, в которых неучитываются разные скорости роста отдельных видови их способности к потреблению субстрата.Установлено, что показатель КМАФАнМ в двухисследуемых пробах грецких орехов соответствовалтребованиям ТР ТС 021/2011 (табл. 2).Был получен сомнительный результат:отмечали помутнение среды Кесслера. Дальнейшееисследование показало, что микроорганизмыявляются грамм-положительными палочками ина среде Эндо растут с образованием красныхколоний с металлическим блеском. Выделенные дляисследования микроорганизмы принадлежат к родуLactobacillus. Результаты идентификации методомMALDI-ToF MS показали виды идентифицированныхТаблица 1. Видовая принадлежность микроорганизмов, выделенных из грецкого орехаTable 1. Species of microorganisms isolated from walnutsПлесени Спорообразующие микроорганизмы Бактерии ДрожжиAspergillusRhizopusBacillus endophyticus Agromyces rhizospheraeAcinetobacter baumanniiLactobacillus plantarumLactobacillus maliPseudomonas putidaPantoea agglomeransPichia norvegensis90Petrukhina D.I. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 1, pp. 86–97организмов Lactobacillus plantarum и Lactobacillusmali, уровень идентификации 1,549 и 1,483соответственно. Молочнокислые бактерии Lactobacillussp. дают устойчивый рост на среде Эндо,образуя красные колонии с металлическимзеленоватым блеском размером 1–2 мм. Именно ониотвечают за ложноположительный результат на средеКесслера.Молочнокислые бактерии широко распространеныв природе, встречаются природной микрофлореи играют важную роль в процессах ферментации.Содержание молочнокислых бактерий намного вышев эпифитной микрофлоре культурных растений. Этоиллюстрирует влияние человека на распространениефлоры молочнокислых бактерий. Согласнолитературным данным эти бактерии обнаруживаютсяна винограде, яблоках и других плодах, идущихна переработку. Содержатся молочнокислыебактерии и на зернах злаков. На надземныхчастях растений среди молочнокислых бактерийпалочки преобладают над кокками. Лактобациллыпредставляют собой грамположительные неспоро-образующие палочки правильной формы разме-ром 0,5–1,2 и 1,0–10,0 мкм [6]. На растениях вбольшем количестве содержатся Lactobacillusplantarum – прямые, с закругленными концамипалочки различной длины (от 0,7–1,1 до 3,0–8,0 мкм),расположенные единично или цепочками [4].В результате проведенных работ былразработан универсальный аппаратурный комплексмноговариантной компоновки для получениянизкотемпературной и нетермальной СВЧ-плазмыатмосферного давления. Массовое производствои острая конкуренция на мировом рынкеведущих фирм-производителей микроволновогооборудования обеспечивают высокую надежностьих продукции при низкой стоимости. Поэтомуоснову представляемого аппаратурного комплексасоставляет малобюджетный магнетронный СВЧ-ге-нератор диапазона 2,45 ГГц с высоковольтнымблоком питания, построенные на базе магнетронов,трансформаторов и конденсаторов, применяемых вмикроволновых печах бытового и промышленногоназначения. Для работы при повышенных уровняхСВЧ-мощности (свыше 1,5 кВт) разработанатехнология модификации системы охлаждениясерийных СВЧ-магнетронов – с воздушной наводяную.Основу генератора плазмы составляетмногоштырьковый резонансный СВЧ-разрядник 2,питаемый с помощью жесткой коаксиальной линииот регулируемого волноводно-коаксиального пере-хода (рис. 2). Величина отбираемой из волноводаСВЧ-мощности регулируется в широких пределахизменением местоположения короткозамыкающегобесконтактного поршня 1. Неиспользованнаяотраженная мощность поглощается в водянойнагрузке, подключенной к волноводномуциркулятору 4.Наконечник внешнего проводника питающейкоаксиальной линии выполнен съемным и легкозаменяемым. Внутренний проводник представляетсобой металлическую трубку для подачиплазмообразующего газа 6. Осевое перемещениевнутреннего проводника обеспечено дроссельнымподвижным сочленением, что позволяетрегулировать положение внутреннего разрядникаотносительно внешнего наконечника коаксиальнойлинии. В качестве источника СВЧ-мощности былиспользован бюджетный генератор, построенный накомплектующих промышленных СВЧ-установок 5.Схема СВЧ-разрядника коаксиальной конфигурациипредставлена на рисунке 3.Центральный проводник разрядника 1 проходитсквозь волновод 2 посередине его широких стенокРисунок 1. Результаты импедансного анализа смывовгрецких орехов; две повторности (t инкубации 30 °С)Figure 1. Impedance analysis of walnut washings; two replicates(incubation t = 30°С)Таблица 2. Микробиологические показатели контрольных образцов ореховTable 2. Microbiological indicators of control walnut samplesДлительностьхранения ореховМикробиологические показатели ПримечанияКМАФАнМКОЕ/гДрожжи и плесениКОЕ/гБГКП10 г продукта3 суток 1230 ± 580 620 ± 250 сомнительно Помутнение на среде Кесслера3 месяца 617 ± 94 684 ± 67 не обнаружено –91Петрухина Д. И. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 1 С. 86–97перпендикулярно к ним. Один из выступающихконцов коаксиала замкнут накоротко цанговымподвижным сочленением 3. Зона контакта вынесена вобласть минимума поверхностных токов. На второмконце коаксиала обеспечены условия холостого хода.Подача рабочего газа (аргона @ 10 л/мин) в зонуразряда осуществляется в зазор между внутренними внешним проводником коаксиала. Наконечниквнешнего проводника питающей коаксиальнойлинии выполнен съемным и легко заменяемым. Приправильной установке поджег разряда происходитсамостоятельно и поддерживается длительное время.Для снижения температуры исходящей плазменнойструи при продолжительной работе предусмотренопринудительное водяное охлаждение внешнегонаконечника разрядника.Для оценки эффективности СВЧ-генераторовплазмы был проведен модельный эксперимент поопределению выживаемости микроорганизмовпод действием аргоновой нетермальной плазмы(бактерицидные свойства плазмы) на предварительнозасеянных сплошным газоном чашках Петри сселективной питательной средой (агар Эндо).Воздействие плазмой осуществляли на суточнуюкультуру бактерий. Процесс плазменной обработкипоказан на рисунке 4.Результаты эксперимента показали, чтовоздействие плазмы в течение 1–5 мин не приводитк быстрому и полному санирующему эффекту,но умеренно подавляет рост бактерий – явление«контролируемости» бактериальной популяциинизкой плотности на поверхности плотнойпитательной среды. Поверхность агара, засеянногокультурой лактобацилл, спустя 24 ч после обработкиРисунок 2. Общая схема установки: 1 – короткозамкнутый поршень; 2 – плазмотрон; 3 – волновод;4 –циркулятор с водяной нагрузкой; 5 – магнетрон; 6 – волноводно-коаксиальный переход с подачей газаFigure 2. General setup diagram: 1 – short-circuited piston; 2 – plasmatron; 3 – waveguide; 4 – circulator with water load; 5 – magnetron;6 – waveguide-coaxial transition with gas supplyРисунок 3. Схема конструкции СВЧ-разрядникаи его фотография (справа): 1 – центральный проводниккоаксиала; 2 – питающий волновод; 3 – цанговыйподвижный замыкатель; 4 – радиальные пропилы;5 – внешний электрод разрядникаFigure 3. Scheme of the icrowave discharger and its photograph (right):1 – central conductor of the coaxial; 2 – supply waveguide;3 – collet movable contactor; 4 – radial cuts;5 – external electrode of the spark gap1623451234592Petrukhina D.I. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 1, pp. 86–97плазмой представлена на рисунке 5. В результатеобработки в течение 1 мин на поверхности плотнойпитательной среды образовывались округлые зоныотсутствия роста бактерий с диаметром 1–2 см, т. е.наблюдалась гибель практически всех клеток в зоневоздействия плазмы. Диаметр зоны ингибированияроста бактерий на чашке, т. е. зоны, где числобактериальных колоний было ниже, чем в контроле,составил 4,4 ± 0,1 см.Выраженный антимикробный эффект плазменногооблучения проявлялся после 5 мин экспозиции.После 5 мин обработки остаются лишь единичныевыросшие колонии, но уже при сокращении времениобработки до 3 мин число выживших колонийзначительно возрастает. Результаты исследованияпоказали, что диаметр зоны ингибирования ростабактерий после 3 и 5 мин обработки превышалдиаметр сопла генератора плазмы. Этот эффектможно объяснить рассеиванием плазменногооблучения излучения. Температура на поверхностипитательной среды во время плазменной обработкибыла в пределах оптимальной температуры росталактобацилл (30–40 °С): 33,7 ± 2,1 °С во время 1 миноблучения, 37,7 ± 1,5 и 37,3 ± 0,6 °С во время 3 и5 мин облучения соответственно.Результаты исследования продемонстрировалиизменение плотной питательной среды (агара Эндо)под воздействием плазмы длительностью 5 мин(рис. 6). В месте воздействия плазменного облучениянаблюдался зеленый металлический блеск напитательной среде. Данный эффект можно объяснитьтем, что фуксинсернистая кислота (реактивШиффа), которая присутствует в агаре Эндо, привзаимодействии с плазмой окисляется до фуксина.В данном исследовании показан биоцидныйэффект нетермальной плазмы на лактобациллы,определяемый по снижению колонии образующихединиц в месте воздействия плазмы – диаметрузон ингибирования. Биоцидный эффект вызванокислительными повреждениями мембран игенетического материала микроорганизмов.Это подтверждается спектрофотометрическимиизмерениями окислителей в водных растворах поддействием излучения плазмы. В работе показановоздействие нетермальной плазмы на пробу солиМора – чувствительного к изменению окислительно-восстановительных свойств раствора. Под действиемплазмы в растворе образуются активные радикалы,вызывающие окисление двухвалентного железа дотрехвалентного. Получена зависимость концентрациитрехвалентного железа (в результате окислениядвухвалентного железа) в исследуемой пробе послеобработки плазмой разной продолжительности.Уменьшение расстояния от источника плазмы допробы, а также увеличение длительности обработкизначительно повышало концентрацию окислителей врастворе соли Мора.Важно заметить, что низкотемпературная плазмаобладает низкой проникающей способностьюподобно низкоэнергетическому электронномуизлучению. Это, с одной стороны, позволяетобрабатывать только поверхности (в ряде случаевжидкости), а с другой – не затрагивает своимвоздействием нижележащие слои облучаемогообъекта.Поскольку в изученной нами литературе не былоданных об инактивации нетермальной плазмойРисунок 4. Инактивация микроорганизмов в чашке Петрис помощью генератора нетермальной аргоновой плазмыFigure 4. Inactivation of microorganisms in a Petri dish usinga non-thermal argon plasma generatorРисунок 5. Результаты антимикробной эффективности плазменной обработки в зависимости от длительности облученияFigure 5. Antimicrobial effect of plasma treatment depending on irradiation time93Петрухина Д. И. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 1 С. 86–97лактобацилл, то интересным представляетсяоценить мировой опыт инактивации кишечнойпалочки в продуктах с помощью плазмыатмосферного давления. Согласно Всемирнойорганизации здравоохранения некоторые штаммыEscherichia coli могут быть причиной заболеванийпищевого происхождения. При использованииаргоновой плазмы прямого воздействия во многихэкспериментах авторам удалось добиться сниженияколичества бактерий на поверхности продуктов нанесколько порядков. На листьях салата, томатови моркови было показано снижение количествабактерий на 1,70 после обработки (от 30 сек до 10 мин)стримерной короной с игольчатыми электродами(3,95–12,83 kV, 60 Hz) после обработки [9].На листьях салата удалось снизить количество на2,10–3,60 за 15–30 сек обработки плазмой (20 W,27,12 MHz) на расстоянии 10 мм до субстрата [10]. Висследовании M. Baier и др. были получены схожиерезультаты на листьях салата: 3,20–3,30 порядкапосле обработки от 60 сек до 2 мин плазмой (8 W,220 V, 50/60 Hz) на расстоянии 17 мм до субстрата[11]. В другой своей работе M. Baier с соавторамиудалось добиться увеличения снижения до 3,30–4,70после 60 сек обработки путем добавления к аргонукислорода [12]. Использование гелия с кислородом вкачестве плазмообразующего газа показало снижениеколичества бактерий на кожуре дыни и манго на3,00 порядка после 5 сек обработки плазмой(12–16 kV, 30 kHz) на 10 мм до субстрата [13, 14].Однако во многих работах исследователи используютв качестве плазмообразующего газа воздух. Спомощью коронного разряда (20 kV, 58 kHz) удалосьснизить на 2,00 порядка обсемененность семянрапса после 3 мин обработки [15]. В исследованииA. Kilonzo-Nthenge и др. коронный разряд (200 W,50 Hz) снижал на 5,50 порядков обсемененностьяблок за 240 сек на расстоянии 35 мм до субстра-та [16]. В работах B. A. Niemira, используя воздухс азотом (524 W, 47 kHz) с расстоянием 6 см досубстрата, было показано снижение обсемененностиминдаля на 1,34 за 20 сек обработки [17, 18].Скользящая дуга (gliding arc) (15 kV, 60 Hz)снизила на 3,60 обсемененность яблок после 3 минвоздействия [19]. Однородный тлеющий разряд ввоздухе (9 kV, 6 kHz) на 1,00–3,50 порядка после1–2 мин при 11,4 см до субстрата (листья салата,яблоки, дыня) [20]. Микроволновая плазма (1,1 kW,2,45 GHz) при 25 см до субстрата (яблоки, клубника,морковь) способствовала снижению обсемененностина 4,80 [21, 22].В работе Е. В. Сысолятиной показано, чтостепень чувствительности бактерий зависит от вида иштамма бактерии, а также используемого источниканетермальной плазмы. Также в работе было доказано,что отдельные компоненты нетермальной плазмыобладают меньшим бактерицидным эффектом,чем плазменный факел в целом. В работе показансинергизм действия биологически активныхкомпонентов плазмы [23].В работе Г. В. Киреева установлено, что наиболеечувствительными к обработке холодной плазмойявлялись грамотрицательные бактерии, такие какE. coli, а меньшей чувствительностью обладалиграмположительные бактерии. Было показано, чтообработка клеток кишечной палочки холоднойплазмой приводила к снижению прочности клеточнойоболочки. Вследствие этого клетки бактериипогибали в средах с пониженным осмотическимдавлением. Выявлено нарушение целостностицитоплазматической мембраны клеток кишечнойпалочки холодной плазмой [24].Наши результатами согласуются с даннымиА. П. Семенова и др., которые в своем исследованиипоказали, что плазменная обработка в течение40 сек на расстоянии 3 см от сопла приводитк существенному снижению числа выжившихмикроорганизмов. Авторы наблюдали такую жезависимость увеличения диаметра зоны инактивациибактерий от продолжительности обработки. Однаконаилучшие результаты гибели клеток E. coli былиполучены через 5 сек обработки на расстоянии0,5 см от сопла. А при увеличении расстоянияот сопла генератора до 3 см число выжившихколоний бактерий значительно возрастает. Висследовании авторов обработка чашек в течение10 сек приводит к гибели практически всех клетокв радиусе 0,9 см [25, 26].Полученные нами результаты также можносоотнести с данными работы Б. Б. Балданова, вкоторой была показана высокая антибактериальнаяэффективность аргоновой плазмы, генерируемойРисунок 6. Зона изменения пигмента питательной средыв месте воздействия плазменного излучения(металлический блеск)Figure 6. Zone of change in the pigment of the nutrient mediumin the place of exposure to plasma radiation (metallic appearance)экспресс-методов амплификации нуклеиновых кислот (МАНК) при контроле качества пищевых продуктов, БАД к пище,плазменными струями. Воздействие плазменныхструй на микроорганизмы, в том числе кишечнуюпалочку, в течение 4 мин приводит к их полнойинактивации в области воздействия плазмы.Автором установлено, что эффективный процессинактивации бактерий с помощью нетермальнойаргоновой плазмы начинается практически с 5 сек.С увеличением времени экспозиции площадьинактивации значительно увеличивается [27].ВыводыИнактивация бактерий может быть вызвананесколькими активными компонентами нетерма-льной плазмы. Например, УФ-излучение, озон иобразующиеся в результате плазмохимическихреакций свободные радикалы [23, 24]. Свободныерадикалы являются оксидантами – сильнымиокислителями, они разрушают клеточных структуры(белки, генетический материал и др.) и оказываютинактивирующее действие на микроорганизмы.Однако, поскольку на получаемый эффект влияюттакие факторы, как сами микроорганизмы, грибы,дрожжи, споровые или вегетативные формы бактерий(грамположительные либо грамотрицательные)и т. д., а также условия обработки, т. е. такаяхарактеристика плазмы, как напряженность поля,то эффективность обработки может различатьсядля разных микроорганизмов. Это определилонеобходимость проведенного нами исследования.Проведенные исследования показали неабсолютное ингибирование бактерий послеплазменной обработки из-за рассеивания активныхкомпонентов плазмы в неограниченном воздушномпространстве и их низкой концентрации привзаимодействии с засеянной средой. Длительнаяплазменная обработка в течение 5 мин позволяетинактивировать лактобациллы, значительноснизив их количество на облучаемой площади. Этопозволяет предположить возможность примененияплазмы для поддержания достигнутого уровняобеззараживания на поверхностях продуктов иупаковок. Эффективность обеззараживания спомощью плазмы может быть увеличена путемкорректировки режимов облучения. Кроме того,эффективность плазменной обработки может зависетьот исходной плотности клеточной суспензии, котораяподвергалась воздействию, и времени обработки.Традиционные методы деконтаминации не являютсяуниверсальными для большинства типов сухофруктови орехов. Использование высоких температурснижает количество компонентов, отвечающих зааромат, вкус, лекарственные и антиоксидантныесвойства растительного сырья.Критерии авторстваД. И. Петрухина – проведение эксперимента,написание рукописи. И. В. Полякова – проведениеэксперимента, методология и организацияисследований. С. А. Горбатов – проведениеэксперимента, модернизация плазматрона.Конфликт интересовАвторы заявляют об отсутствии конфликтаинтересов.ContributionD.I. Petrukhina performed the experiment andwrote the manuscript. I.V. Polyakova performed theexperiment, developed the methodology, and supervisedthe research. S.A. Gorbatov performed the experimentand modernized the plasmatron.Conflict of interestThe authors declare that there is no conflict of interestregarding the publication of this article.