低溫等離子體技術是一種新型的非熱處理技術，集物理效應、化學效應和生物效應為一體的殺菌技術。該技術是以空氣為電離介質，在高能電子、正負離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有強氧化性的自由基以及高頻電場的作用下，產生大量·OH、·HO2、·O等活性自由基和O3等物質，進而破壞微生物的細胞結構，起到廣譜殺菌的作用。

殺菌的進階應用：等離子活化水

在以空氣為介質的殺菌過程中，電離氣體的均勻性還不夠理想，在處理多樣性的食品時存在殺菌不徹底的情況。而水具有良好的流動性和均質性，通過低溫等離子體對水體進行處理，其氧化還原電位上升、pH降低，使其成為一種活化水。等離子體活化水在殺菌方面的機理目前還不清楚，推測其與空氣電離的方式一致，是通過羥自由基、超氧自由基等活性基團實現的。

研究指出，等離子體活化水具有廣譜殺菌性，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、致病菌等細菌都有很好的抑菌作用，其殺菌能力與菌種、制備工藝有關。

在菌種方面，其對革蘭氏陰性菌的抑菌效果要好于革蘭氏陽性菌，比如對金黃色葡萄球菌進行活化水殺菌處理時需要20min，而同樣條件下對大腸桿菌只需要5min。在制備工藝方面，等離子體活化水的殺菌能力與處理水量成反比，與制備時間成正比，主要取決于水體中活性基團含量的多少。

等離子體活化水的技術探討

對等離子體活化水的研究是建立在低溫等離子體技術的基礎之上，雖然目前低溫等離子體技術方面已經有了長足進步，但還有很多難點、疑點沒有解開，這就使得依托該技術的活化水更需要深入研究，其局限性仍非常突出。

等離子體活化水目前還存在以下幾點問題：

1、機制不清，與等離子體空氣電離類似，等離子體活化水的機制目前也不清楚，尤其是在具體的成分分析上較為模糊，過程不可控，對于多樣化的食品類別缺乏模型支持；

2、安全性不明，目前的研究表明，等離子體活化水中可能有超氧自由基、過氧化氫、羥基及單線態(tài)氧四類活性基團，其殺菌過程中是否伴隨著殘留及其潛在危害目前還不清楚；

3、作用時間短，等離子體活化水的殺菌能力與儲存時間呈反比，現制現用才能保證殺菌效果，在流水線上如何保證效率是個重要的難點；

4、應用成本高，等離子體發(fā)生裝置本身成本不高，但對于場地和配套設施有一定要求，再加上現制現用的特點，其綜合成本較高，不適于大規(guī)模應用。

雖然等離子體活化水還存在諸多不足，但在某些方面已經表現出很好的應用前景，比如污水處理。等離子體放電過程中產生的電能還能夠打開一些物質的化學鍵，使其得到降解，在環(huán)保問題日趨嚴峻的當下，將等離子體應用在污水處理上具有重要的社會及生態(tài)意義。

同樣的原理，我們也可以用于處理農藥及有害物質殘留，鑒于殺菌和除殘留的優(yōu)勢，等離子體活化水在農產品果蔬保鮮加工方面表現出驚人的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

提升農業(yè)產值

種子是農業(yè)的“芯片”，關系著中國人的糧食安全，對于農業(yè)現代化更是發(fā)揮著基礎性作用。種子活力的降低仍是農業(yè)生產上的一大難題，種子預處理是提高種子活力的一條重要途徑。

種子預處理具有提高種子的發(fā)芽率和成苗率、提高作物的產量、增加作物成熟及品質一致性等作用。等離子體活化水中的活性氧（ROS）和活性氮（RNS）是打破種子休眠和調節(jié)種子新陳代謝的信使，ROS、RNS和植物激素協同參與了種子萌發(fā)過程中的信息傳導過程。同時，RNS中的硝酸鹽不僅是植物的主要氮源，也是調節(jié)植物新陳代謝和生長發(fā)育的信號，可以誘導植物葉片的擴張，并協調相關基因的表達。

目前，等離子體活化水在全國農業(yè)技術推廣服務中心、中國科學院、中國農業(yè)科學院、西北農林科技大學及全國多省市農業(yè)科學院和農業(yè)技術推廣中心等權威機構的共同努力下，應用農用等離子體制劑在20多種作物上進行多年、多地的田間試驗、示范和推廣，其結果非常理想。

但對于食品加工而言，殺菌技術領域將是等離子體活化水的重要應用領域，也是具有前景的應用方向。與傳統殺菌方式相比，等離子體活化水具有殺菌效率高、殺菌能力強及廣譜抗菌的優(yōu)勢，是潛在的新一代殺菌方式。

作者簡介：

Huer，從事熟肉制品產品研發(fā)10年，糕點生產線產品開發(fā)3年。