Исследовано воздействие низкотемпературной атмосферной плазмы на микро и макроструктуру свежеубранного эфирномасличного сырья с анализом структурных изменений. В качестве объекта исследования было выбрано эфирномасличное сырье листьев лавра, лепестков розы и розмарина, содержащих целевой компонент во внутренних эфирномасличных вместилищах. Методами сканирующей электронной микроскопии показано, что поток заряженных частиц низкотемпературной плазмы позволяет сформировать развитую объемную структуру за счет электропорации растительных мембран и разрушения воскового поверхностного слоя. Целевое воздействие на мембраны эфирномасличных глобул приводит к изменению капиллярно-пористой структуры материала с формированием дополнительных, образованных плазменным разрядом пор, ориентированных вдоль направления напряженности электрического поля в объеме материала. Характерный размер формируемых электрических пор варьируется от 10-1000 мкм и зависит от влагосодержания исходного сырья и удельной интенсивности обработки. По результатам экспериментальных исследований показано, что с помощью обработки низкотемпературной плазмой существует возможность кратно ускорять массообменные процессы экстракции за счет формирования развитой структуры эфирномасличного сырья. В работе представлена экспериментальная установка для генерации низкотемпературной атмосферной плазмы на основе термоэлектронной эмиссии с использованием функционального генератора Agilent 33220А и высоковольтного усилителя Matsusada 20B20, позволяющая формировать выходное напряжение на аноде до 20 кВ. Установлено, что характер потока низкотемпературной плазмы формирует два основных эффекта: поверхностный эффект в виде «протравливания» и проникающий эффект с образованием сквозных каналов. Для листьев лабра (исходная влажность выше) диаметр плазменного канала достигал 400 мкм, тогда как для розмарина (более низкая влажность) — лишь 25 мкм, что объясняется различиями в диэлектрических свойствах и электропроводности тканей. На поверхности лепестков розы обработка приводит к сглаживанию микрорельефа (адаксиального эпидермиса, состоящего из микропапилляров), что свидетельствует о доминировании эффекта протравливания над эффектом проникновения. Механизм воздействия включает окисление липидов, электропорацию мембран, денатурацию белка и деградацию хлорофилла, что подтверждается потемнением обработанных листьев лавра через час после обработки вследствие взаимодействия кислородосодержащих реактивных частиц плазмы с тканями. Полученные данные формируют гипотезу о переходе эфирного масла из связанной формы в свободную при плазменной обработке, что открывает перспективы для создания новой энергоэффективной технологии переработки эфирномасличного сырья с сокращением продолжительности экстракции и повышением выхода целевых компонентов.

1. Sherstyukov A.G., Shorstkiy I.A., Khudyakov D.A. et al. Recent advances in essential oil extraction using cold plasma treatment // Foods and Raw Materials. 2026. V. 15. № 2.

2. Salgueiro L., Martins A.P., Correia H. Raw materials: the importance of quality and safety. A review // Flavour and Fragrance Journal. 2010. V. 25. № 5. P. 253–271. doi: 10.1002/ffj.1973

3. Vallino M., Fusaro L., Lombardo G. et al. Impact of drying temperature on tissue anatomy and cellular ultrastructure of different aromatic plant leaves // Plant Biosystems. 2022. V. 156. № 4. P. 847–854. doi: 10.1080/11263504.2021.1922535

4. Basak S., Annapure U.S. Recent trends in the application of cold plasma for the modification of plant proteins – A review // Future Foods. 2022. V. 5. P. 100119. doi: 10.1016/j.fufo.2022.100119

5. Rathore V., Nema S.K. Methodology on Plasma-Activated Water-Assisted Extraction and Plasma Bubbling-Assisted Hydrodistillation // Srivastav P.P., Srivastava B., K.S. (eds.) Essential Oil Extraction from Food By-Products. New York: Springer US, 2025. P. 123–132. doi: 10.1007/978-1-0716-4634-2_8

6. Шорсткий И.А. Использование электрофизических приемов при переработке масличного сырья // Известия вузов. Пищевая технология. 2019. № 4. С. 11–16.

7. Шорсткий И.А., Худяков Д.А., Шерстюков А.Г. Применение обработки низкотемпературной плазмой для увеличения глубины экстракции и качества эфирного масла лавра // Научный и инновационный потенциал развития производства, переработки и применения эфиромасличных и лекарственных растений в ЕАЭС: мат. VII Междунар. науч.-практ. конф. 2025. С. 120–125.

8. Das J., Bhattacharjee S., Paul T. et al. Extraction // Chemical Engineering Essentials 1. 2025. P. 263–302. doi: 10.1002/9781394372348.ch9

9. Shorstkii I.A., Zherlicin A.G., Li P. Impact of pulsed electric field and pulsed microwave treatment on morphological and structural characteristics of sunflower seed // OCL. 2019. V. 26. P. 47. doi: 10.1051/ocl/2019048

10. Shorstkii I. Application of cold filamentary microplasma pretreatment assisted by thermionic emission for potato drying // Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2020. V. 66. P. 102540. doi: 10.1016/j.ifset.2020.102540

11. Taha A., Benli B., Gokmen V. et al. Pulsed Electric Field: Fundamentals and Effects on the Structural and Techno-Functional Properties of Dairy and Plant Proteins // Foods. 2022. V. 11. № 11. P. 1556. doi: 10.3390/foods11111556

12. Шерстюков А.Г., Шорсткий И.А., Худяков Д.А. Сравнительная характеристика методов отгонки эфирного масла из соцветий лаванды с применением предварительной обработки слаботочным искровым разрядом // Хранение и переработка сельхозсырья. 2025. Т. 33. № 3. doi: 10.36107/spfp.2025.3.665

13. Konarska A. New insight in secretory structures and secretion composition in Rhus typhina L. – Anatomical, histochemical, and ultrastructural studies // Micron. 2024. V. 186. P. 103692. doi: 10.1016/j.micron.2024.103692

14. Du Y., Yang F., Wang L. et al. Improving food drying performance by cold plasma pretreatment: A systematic review // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2022. V. 21. № 5. P. 4402–4421. doi: 10.1111/1541-4337.13027

15. He X., Liu Y., Zhang Z. et al. Cold plasma treatment maintains antioxidant capacity and cell membrane integrity in apricot fruit by inducing reactive oxygen species scavenging systems // Postharvest Biology and Technology. 2025. V. 230. P. 113815. doi: 10.1016/j.postharvbio.2025.113815

16. Shorstkii I., Koshevoi E. Drying Technology Assisted by Nonthermal Pulsed Filamentary Microplasma Treatment: Theory and Practice // ChemEngineering. 2019. V. 3. № 4. P. 91. doi: 10.3390/chemengineering3040091

17. Khudyakov D.A., Shorstkii I.A., Ulyanova E.G. et al. Influences of cold atmospheric plasma pretreatment on drying kinetics, structural, fractional and chemical characteristics of tobacco leaves // Drying Technology. 2022. V. 40. № 15. P. 3285–3291. doi: 10.1080/07373937.2021.2021230

18. Durek J., Soheila A., Reza E.K. et al. Effect of ultrasound-assisted cold plasma pretreatment on cell wall polysaccharides distribution and extraction of phenolic compounds from hyssop (Hyssopus officinalis L.) // Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2022. V. 75. doi: 10.1016/j.ifset.2022.102993

19. Karami M., Ghavami M., Tavakoli H. et al. Exploring the capacity of microorganism treatment for fermentation and glycosidic aroma bioconversion from rose oil distillation wastewater // Chemical and Biological Technologies in Agriculture. 2024. V. 11. № 1. P. 194. doi: 10.1186/s40538-024-00717-3

20. Karunanithi S., Guha P., Srivastav P.P. Cold plasma-assisted microwave pretreatment on essential oil extraction from betel leaves: Process optimization and its quality // Food and Bioprocess Technology. 2023. V. 16. № 3. P. 603–626. doi: 10.1007/s11947-022-02957-3

21. Özdemir E., Kılıç B., Çelik H. et al. Cold plasma application to fresh green leafy vegetables: Impact on microbiology and product quality // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2023. V. 22. № 6. P. 4484–4515. doi: 10.1111/1541-4337.13231