低温等离子体冷杀菌关键技术装备研究进展
低温等离子体技术在生物医学领域的应用研究
低温等离子体技术在生物医学领域的应用研究低温等离子体技术是一种比较新兴的技术，在生物医学领域的应用也被越来越多的科学家所重视。
低温等离子体技术采用了一种新型的冷等离子体体系，在室温下可以形成等离子体，对生物细胞内的活性物质有一定的杀伤作用，从而可以为生物医学领域的治疗提供一种新的方法。
一、低温等离子体技术的发展概述低温等离子体技术是在20世纪70年代初期被人们发现的，随着科技的不断发展，该技术在各个领域中都得到了广泛的应用。
在生物医学领域中，也有越来越多的科学家对低温等离子体技术进行了研究和应用。
二、低温等离子体技术的原理及其作用机制低温等离子体技术是通过使用一种特殊的电极结构，使得气体产生等离子体的状态。
这种等离子体状态下的气体可以对生物细胞内的活性物质进行杀伤作用，从而达到治疗生物医学领域疾病的效果。
三、低温等离子体技术在生物医学领域的应用低温等离子体技术在生物医学领域的应用较为广泛，主要是对肿瘤的治疗方面。
在肿瘤治疗方面时，低温等离子体技术可以直接杀死细胞内的癌细胞，从而起到一定的治疗作用。
同时，低温等离子体技术还可以降低身体内的炎症反应，从而减轻患者的痛苦。
四、低温等离子体技术在生物医学领域的优势相比于其他治疗方法，低温等离子体技术具有诸多的优点。
首先，低温等离子体技术对人体的损伤较小，在治疗过程中不会对人体产生太大的负担。
其次，低温等离子体技术对于治疗某些疾病的效果比较显著，在治疗一些难治性疾病方面有很好的治疗效果。
五、低温等离子体技术在生物医学领域的未来前景低温等离子体技术在生物医学领域的应用还有着很大的潜力。
随着技术的不断发展，该技术在治疗疾病方面的效果会越来越好。
同时，该技术还可以应用于生物医学领域中其他方面，比如用于制备某些生物材料等。
六、结论总之，低温等离子体技术在生物医学领域中具有很大的潜力。
随着技术的不断发展和应用的不断深入，这种新型的治疗方法将会在生物医学领域中大展身手。
低温等离子体技术研究及其应用
低温等离子体技术研究及其应用随着现代科技的不断进步，我们的生活和工作中也出现了越来越多的高科技产品，而其中许多离不开等离子体技术。
等离子体即“第四种状态的物态”，是气态、液态和固态之外的一种状态。
在这种状态下，物质的分子和原子不再保持稳定的化学结构，而是被电子和离子强烈作用力推离原子，自由漂浮在空气中。
低温等离子体技术则指制备等离子体，同时保持温度低于室温的技术。
下面，我们将从低温等离子体技术的原理、研究现状以及应用等方面进行探讨。
一、低温等离子体技术的原理人们熟知的等离子体通常伴随着极高的温度出现，如太阳的等离子体炽热到足以令人烧伤。
而低温等离子体则是一种研究重心较晚，但发展非常迅速的分支。
低温等离子体的研究过程中，重要的模型是一气体发光放电器——冷阴极放电器。
从原理上来说，低温等离子体技术是利用强电场将气体分子离子化，产生等离子体的过程。
由于电子在气体分子中相对运动的速度较快，常规的离子化需要很高的能量。
而低温等离子体仅需要很低的电子能量（一般在几十伏特到几百伏特之间，这个能量等于一个普通干电池的电压），从而实现具有实用价值的应用。
二、低温等离子体技术的研究现状低温等离子体技术具有广泛的研究和应用前景。
其中，最重要的应用涉及到先进材料、能源、生物和环境工程等领域。
1. 先进材料在先进材料领域中，低温等离子体技术可以制备金属薄膜、氧化物薄膜以及类石墨材料等。
在电子器件制造中，利用低温等离子体可以沉积非晶硅、硅纳米晶等，并可用于高分子材料的界面纳米改性。
2. 能源在能源领域，低温等离子体技术应用广泛，包括：生产氢气燃料，制备固态氢燃料，改进燃烧过程，减少污染物的排放等等。
此外，低温等离子体还可以用于核废物的处理和可再生能源的开发。
3. 生物在生物学中，低温等离子体技术可用于癌症治疗、病原体控制和抗菌效果等方面。
根据研究，等离子体处理可以破坏癌细胞的DNA，并对病原体产生抗菌效果，具有很好的医疗潜力。
低温等离子体杀菌技术的研究与应用
低温等离子体杀菌技术的研究与应用近年来，随着人们健康意识的提高和科技水平的不断进步，低温等离子体杀菌技术成为了一种备受关注的新型杀菌技术。
低温等离子体杀菌技术是一种利用等离子体对微生物进行杀灭的技术，具有高效、环保、无残留等优点，成为了食品、医疗和环保领域的重要研究方向。
一、低温等离子体杀菌技术的基本原理低温等离子体杀菌技术是利用电压作用下的等离子体产生的电离子和自由基对微生物的杀灭作用。
等离子体是一种放电产生的高带电离运动的气态物质，其主要成分是电离子和自由基。
低温等离子体杀菌技术是将等离子体引入杀菌室中，通过电离子和自由基对微生物进行杀灭。
二、低温等离子体杀菌技术的研究进展1.研究方向目前，低温等离子体杀菌技术的研究方向主要包括:低温等离子体发生器的结构设计和改进、等离子体对微生物的杀灭机理研究、低温等离子体杀菌技术在食品和医疗领域的应用研究等。
2.研究成果研究人员通过对低温等离子体杀菌技术的研究，取得了一系列显著的研究成果，如：（1）不同类型等离子体对微生物的杀灭效果不同，有些类型的等离子体可以在短时间内有效地杀灭菌群。
（2）低温等离子体杀菌技术可以在不破坏食品或医疗器械质量的情况下，杀死其中的细菌、真菌、病毒等微生物。
（3）低温等离子体杀菌技术可以用于除臭消毒，对一些难以通过常规消毒方法消除的气味和污染物也有很好的去除效果。
三、低温等离子体杀菌技术在食品和医疗领域的应用1.食品领域在食品加工和包装中，低温等离子体杀菌技术能够杀灭传统消毒方法不能灭杀的微生物，有利于食品的保鲜和安全。
与常规消毒方法相比，低温等离子体杀菌技术具有无二次污染、无毒副作用、灭菌效率高等优点，逐渐被引入食品加工生产中。
目前，低温等离子体杀菌技术已被广泛应用于蔬菜、肉制品、果汁、面包等食品的生产和加工过程中。
2.医疗领域在医疗器械消毒和空气净化领域，低温等离子体杀菌技术在消除超标微生物方面有明显的优势。
其广泛应用于手术室、ICU、病房、隔离病房、空气管道、病床等领域，有效地降低了医院感染率。
低温等离子体技术灭活细菌芽孢的研究进展
低温等离子体技术灭活细菌芽孢的研究进展成军虎1,2，张彦1，韩忠1,2（1.华南理工大学食品科学与工程学院，广东广州 510640）（2.华南理工大学现代食品工程研究中心，广东广州 510006）摘要：芽孢是细菌的一类休眠结构，经常存在于食品当中，抗逆性强，难以灭活,给食品安全带来挑战。
低温等离子体技术为近几年来逐渐发展起来的一种新型非热物理杀菌技术，通过激发气体产生多种活性成分对微生物进行灭活，杀菌效率高、作用时间短、环保无污染。
本文综述了低温等离子体的产生原理、等离子体对芽孢内外结构的影响及影响芽孢灭活的因素等方面的相关内容，为处理食品中细菌芽孢提供了解决方案和技术支持，有利于推动低温等离子体在食品微生物杀菌领域的工程化应用。
关键词：低温等离子体；芽孢；产生原理；内外结构文章篇号：1673-9078(2021)04-302-310 DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2021.4.0342 Research Progress on Inactivation of Bacterial Spores by Cold PlasmaTechnologyCHENG Jun-hu1,2, ZHANG Y an1, HAN Zhong1,2(1.School of Food Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)(2.Academy of Contemporary Food Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510006, China)Abstract: Spores represent the dormant form of bacteria that are often found in foods, and usually resistant to stress and difficult to inactivate, which poses challenges to food safety. Cold plasma, as a new non-thermal physical sterilization technology, has been gradually developed in recent years.This technology inactivates microorganisms through stimulating gas to generate a variety of active species with high sterilization efficiency, short treatment time, environmental friendliness and minimal pollution.This review summarized the principle of cold plasma production, the influence of plasma on the internal and external structures of spores and the factors affecting the inactivation of spores, which provides solutions and technical support for the treatment of bacterial spores in food, and is conducive to promoting the industrial application of cold plasma in the field of food microbial sterilization.Key words: cold plasma; spores; principle of production; internal and external structures引文格式：成军虎,张彦,韩忠.低温等离子体技术灭活细菌芽孢的研究进展[J].现代食品科技,2021,37(4):302-310CHENG Jun-hu, ZHANG Y an, HAN Zhong. Research progress on inactivation of bacterial spores by cold plasma technology [J]. Modern Food Science and Technology, 2021, 37(4): 302-310细菌芽孢的抗逆性强，在高低温、强酸强碱、高压、紫外线辐射等恶劣的环境下依然能够存活，比营养细胞更能抵抗外界不良环境因子。
高效低温等离子激励关键技术的研究及其在冷链消杀的应用示范
高效低温等离子激励关键技术的研究及其在冷链消杀的应用示范一、引言随着社会的发展和人们对食品安全的要求越来越高，冷链消杀技术在食品加工、运输和储存过程中得到了广泛的应用。
而高效低温等离子激励技术作为一种新型的消杀技术，具有操作简单、效率高、环保等优点，成为了研究的热点之一。
本文将重点介绍高效低温等离子激励关键技术及其在冷链消杀中的应用示范。
二、高效低温等离子激励技术1. 等离子体的定义和特性等离子体是介于气态和固态之间的物质状态，由带正电荷或负电荷的粒子组成。
它具有导电性、热辐射性、光学性、化学反应性等特性。
2. 等离子体产生方式（1）高温等离子体：通过加热气体或物质使其达到电离状态。
（2）低温等离子体：通过外部能量输入使气体产生局部电离状态。
3. 高效低温等离子激励技术的特点（1）操作简单：只需在物体表面施加电场即可产生等离子体。
（2）效率高：等离子体能够快速杀灭细菌和病毒，消杀效果显著。
（3）环保：不需要使用化学消毒剂，不会产生二次污染。
4. 高效低温等离子激励技术的关键技术（1）电场强度和频率的控制；（2）等离子体的稳定性和均匀性；（3）等离子体与物体表面的接触时间和距离。
三、高效低温等离子激励技术在冷链消杀中的应用示范1. 冷链运输车辆内部消杀利用高效低温等离子激励技术对冷链运输车辆进行内部消杀，可以有效地杀灭细菌和病毒。
具体操作步骤为：（1）将发生器放置在车内；（2）开启发生器，产生等离子体；（3）将发生器移动到各个角落，确保每个区域都被覆盖到；（4）关闭发生器，待车内等离子体降解后，进行通风换气。
2. 冷库内部消杀冷库是储存食品的重要场所，利用高效低温等离子激励技术对冷库进行消杀可以有效地保障食品安全。
具体操作步骤为：（1）将发生器放置在冷库内；（2）开启发生器，产生等离子体；（3）将发生器移动到各个角落，确保每个区域都被覆盖到；（4）关闭发生器，待冷库内等离子体降解后，进行通风换气。
低温等离子体技术的研究与应用
低温等离子体技术的研究与应用低温等离子体技术是指在低于常压下，气体被电离而形成的电离气体，即等离子体。
随着科技的不断发展，低温等离子体技术的研究和应用越来越广泛，涉及到多个领域，如材料加工、环保、生物医学等，它具有高效能、无污染等优点，成为当今科技发展的热点与难点之一。
一、低温等离子体的发现和研究历程早在19世纪末，人们就开始研究气体的电离现象。
1905年，汤姆逊利用阴极射线研究了气体放电，并观察到了气体放电时的荧光现象。
1913年，史塔克研究了气体中放电电流与电压的关系，惊奇地发现当电压很低的时候，气体发生了电离现象，从而开启了低温等离子体的研究之路。
低温等离子体的研究经历了多个阶段，先后经历了自激放电、外加电压电源放电、微波放电等，同时在等离子体的诊断和基本特性等方面也有了重大进展。
目前，人们已经可以通过等离子体的自发光、粒子测量和能量特性等方法来研究低温等离子体的性质。
二、低温等离子体技术在材料加工中的应用低温等离子体技术在材料加工中的应用非常广泛，主要包括表面改性、薄膜制备、纳米材料制备等。
表面改性是指通过等离子体对材料表面进行化学变性，从而使材料的表面性质得到改善。
例如，在汽车制造中，表面改性可以提高汽车的耐磨性和防腐性，同时也可以改善车身的涂装效果和机械性能。
此外，表面改性还可以用于生物医学领域，例如通过等离子体处理人工关节表面，从而提高其与人体组织的接合度和生物相容性。
薄膜制备是指通过等离子体在材料表面沉积一层极薄的膜，从而改变材料的表面特性。
薄膜制备可以用于光电器件的制备、显示器的制造、防腐材料的制备等，是目前最有前途的新材料制备技术之一。
例如，在光电器件的制备中，可通过在材料表面沉积一个特定的金属膜，从而改善器件的光电性能和稳定性。
纳米材料制备是指通过等离子体在材料表面制备一定尺寸的纳米颗粒。
纳米材料制备可以用于各个领域，如光电器件、能源储存、生物医学等。
例如，在生物医学领域，可通过制备纳米颗粒来进行药物输送和抗癌治疗。
低温等离子体杀菌消毒技术的应用进展
低温等离子体杀菌消毒技术的应用进展摘要】在卫生防病中，消毒灭菌是非常关键的环节，有效的灭菌消毒办法有利于控制传染病的传播和蔓延。
近年来，随着杀菌消毒技术的不断创新与发展，新发明了一种低温等离子体杀菌消毒技术等，本文主要介绍了低温等离子体的基本作用机理，并且分析了在食品加工、医疗卫生等方面，该技术的应用。
【关键词】杀菌消毒；低温等离子体技术；应用进展【中图分类号】R187 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2015）28-0358-02等离子体杀菌消毒技术具有安全、低温、耗时短、副作用少等优点，传统的杀菌消毒技术正逐渐被取代，目前低温等离子体技术都已经在各个行业中得到广泛应用。
和传统的杀菌消毒技术相比，低温等离子体杀菌消毒技术可有效减少食品中各种营养物质的丢失、损耗，确保食品的色泽、鲜度，保留原汁原味。
同时也可以避免医疗器械不耐高温的弊端以及医用材料面临的生物相容性问题。
为进一步深入分析低温等离子体杀毒灭菌技术的应用价值，笔者就医疗卫生两方面进行探讨。
1.低温等离子体杀菌消毒的基本作用机理等离子体主要是指对物质不断施加外部能量，从而将物质分解阳电荷、阴电荷两种不同的粒子状态。
如果是中低压情况下，较重的等离子体质量粒子的温度，相对于电子的数量级会低一个，这种等离子显示器体也就是冷等离子体，也被称为低温等离子体。
目前，仍然没有详细说明低温等离子体具体的杀菌消毒机理。
但是根据大多数学者的研究报道[1]，杀菌消毒机理主要可分为以下3种说法：①形成等离子体的过程中，会产生大量的紫外线对微生物的基因物质具有直接破坏作用。
②等离子体中存在的活性物质可以和微生物体中的核酸、蛋白质发生化学反应，可以直接破坏微生物及微生物的生存能力。
③紫外光子的光解作用可以将微生物分子化学键打破，并且生成CHx、CO等具有挥发性的化合物。
也有很多学者经临床实践研究表明[2]，等离子体杀灭细菌的作用机制可能是由于以上多种原因共同作用所致。
低温等离子体处理VOCs技术研究进展
机化合物ｒ １ ］ 。ＶＯ Ｃ ｓ 排放 的主要来源 ： 固定源排放 包括石油化工、 橡胶 、 油漆 、 塑料的行业尾气排放 ， 移
动 源 排 放 包 括 汽车 、 船舶 等尾 气 排 放 。ＶＯ Ｃｓ的种 类 繁多 ， 按其 化 学 结 构 可分 为 ： 烷类 、 芳烃类、 酯类 、
醛类和其他等。当前 已有 ３ ０ ０ 多种 ＶＯ Ｃ ｓ 可被鉴
定 。最 常见 的有 甲苯 、 乙苯 、 苯、 二 甲苯 、 对一 二 氯苯 、 苯 乙烯 、 甲醛 、 丙酮、 氯苯、 三氯 甲烷 等 。由于 ＶＯＣ ｓ 种类 和成 分都 比较 复杂 ， 工 业 排 放 源 涉 及 的行业 又 比较 多 ， 分布广 范 而分 散 ， 造 成无 组织 排放 现象 比较 严重 ， 要 想 准 确 监 测 ＶＯＣｓ的 工 业 排 放 源 非 常 困
ＶＯＣ ｓ的环境 中 ，可对 人 体 的健 康 造 成危 害 ， 如： 神 经 系统 、 呼吸 系统 以及 视 觉 、 肾脏 等 ， 甚 至 还 有部 分 ＶＯＣ ｓ 会严 重影 响人 体 的免疫 力 ， 具有 致 癌 、 致 畸变 的 危 害［ ２ ］ 。通 常将 ＶＯＣ ｓ 控 制 技 术 分 为 回收 技 术 和销毁 技术 。回收技 术 主要 有 吸附法 、 冷凝 法 、 膜分
温非平衡等离子体产生方法 。一般常见 的 Ｄ Ｂ Ｄ结
构有 三种 基 本类 型 ： ①立体 Ｄ Ｂ Ｄ、 ②沿 面 ＤＢ Ｄ、 ③ 共
板Ｄ Ｂ Ｄ。一般 电晕放电又可以分为直流电晕放 电、
交 流 电晕放 电和脉 冲 电晕放 电 。直流 电晕 放 电是 在 直 流高 压作 用 下 ， 利 用 电极 间 电场 分 布 不 均匀 性 而 产 生 电晕 的一 种放 电形式 。
低温等离子体技术在医疗领域中的应用研究
低温等离子体技术在医疗领域中的应用研究引言：低温等离子体技术是一种先进的医疗技术，它通过利用可控的电磁辐射来产生高能离子，从而改善疾病的治疗效果。
本文将重点探讨低温等离子体技术在医疗领域中的应用研究，并分别从外科手术、皮肤疾病治疗和癌症治疗三个方面加以阐述。
一、低温等离子体技术在外科手术中的应用低温等离子体技术在外科手术中的应用主要包括切割、消融和止血等多个方面。
1. 切割低温等离子体技术可以生成高能量的等离子体，用于切割组织。
相比传统手术刀，低温等离子体刀具具有更高的精度和更少的创伤，可以在手术过程中最大限度地保护周围组织的完整性。
2. 消融低温等离子体技术可以通过产生瞬间高温和真空等效应，将细胞组织消融。
这种技术被广泛应用于治疗特定的疾病，如心律失常和某些类型的肿瘤。
它相比传统的手术切除方式，具有创伤小、恢复快的优势。
3. 止血低温等离子体技术还被用于手术中的止血。
通过将等离子体直接对准出血点，可以将组织局部加热并促使血管收缩，从而达到止血的目的。
与传统的止血方式相比，低温等离子体技术具有更高的效率和更低的副作用。
二、低温等离子体技术在皮肤疾病治疗中的应用低温等离子体技术在治疗皮肤疾病方面表现出了巨大的潜力。
1. 疣和赘生物治疗低温等离子体技术可以精确地将疣和其他赘生物从皮肤表面去除。
其作用机制是通过将高能量的等离子体直接对准病变部位，破坏异常细胞的结构并促使其脱落。
相比传统的治疗方法，低温等离子体技术具有更高的治疗效果和更低的复发率。
2. 皮肤白癜风治疗低温等离子体技术被广泛应用于皮肤白癜风的治疗。
它可以通过作用于白癜风病变区域的高能等离子体，重新激活受损的黑色素细胞，促进黑色素的合成和分泌，从而达到治疗白癜风的效果。
三、低温等离子体技术在癌症治疗中的应用研究低温等离子体技术在癌症治疗中的应用研究主要集中在肿瘤消融和放疗方面。
1. 肿瘤消融低温等离子体技术可以在无需手术的情况下，通过辅助放疗的方式实现肿瘤的消融。
低温等离子体技术的研究进展
低温等离子体技术的研究进展低温等离子体技术是一种新型的物理技术，也被称为非热等离子体技术。
它将低温等离子体应用于材料表面处理、污染物降解、医学治疗和航空航天等众多领域，正在迅速发展。
本文将从低温等离子体技术的基本原理、研究进展和应用前景等方面进行探讨。
一、低温等离子体技术的基本原理等离子体是指被离子化的气体，其中包含大量的自由电子和离子。
低温等离子体的电子温度一般在10~15,000K之间，而离子和中性粒子的温度很低，通常在数百度以下。
在这种情况下，等离子体可以被视为电子气体和离子气体的混合体。
低温等离子体的产生需要一定的激励能，常见的激励方式包括电场、磁场、光、激波和化学反应等。
当激励能达到一定程度时，气体分子会发生电离和激发，产生自由电子和离子，形成等离子体。
如果能量输入较小，气体分子只会部分电离和激发，形成大量的活性物种，如O、OH、O3等，这被称为非热等离子体。
二、随着科学技术的不断发展，低温等离子体技术也得到了迅速发展。
目前，低温等离子体技术的研究重点主要包括等离子体产生机制、等离子体诊断、等离子体表面相互作用以及等离子体与化学反应等方面。
一方面，低温等离子体的产生机制正在得到更深入的研究。
目前研究人员正在探究等离子体产生的机理和特性，以及不同的激励方式对等离子体的影响。
此外，研究人员还正在研究如何优化等离子体的产生方式，以提高等离子体的产生效率和稳定性。
另一方面，等离子体表面相互作用也是目前的研究热点之一。
研究人员正在利用低温等离子体技术处理材料表面，以改善材料的机械性能、光学性能和化学性能等方面。
同时，也有研究人员利用低温等离子体技术对纳米材料进行表面修饰，以提高其光催化性能和电化学性能等。
此外，低温等离子体技术在环境治理和医学治疗等领域也得到了广泛应用。
一些研究表明，利用低温等离子体技术处理废气、废水和固体垃圾等能够显著降低污染物的浓度和排放量。
同时，利用低温等离子体技术进行医学治疗也取得了良好的效果，如低温等离子体能够杀死病菌和细胞，同时减少对正常细胞的伤害。
低温等离子杀菌技术的杀菌原理及应用前景研究
低温等离子杀菌技术的杀菌原理及应用前景研究低温等离子杀菌技术的杀菌原理及应用前景研究摘要：低温等离子杀菌技术是一种新型的杀菌技术，它利用低温等离子体在大气条件下杀灭细菌、真菌和病毒。
本文将详细介绍低温等离子杀菌技术的杀菌原理，以及该技术在医疗、食品加工和水处理等领域的应用前景。
一、引言近年来，由于脆弱老年人口和免疫力减弱的高风险人群增多，细菌、真菌和病毒引起的传染病成为全球关注的焦点。
传统的杀菌方法如高温杀菌、化学药品消毒和紫外线杀菌存在一些缺陷，需要高温、有毒有害化学物质或有限的穿透深度。
低温等离子杀菌技术的出现填补了这些缺陷，被广泛应用于医疗、食品加工和水处理领域。
二、低温等离子杀菌技术的原理低温等离子杀菌技术利用冷气体为原料产生的等离子体进行杀菌。
工艺可以简要描述为：首先，将冷气体传入等离子发生器，通过电离形成电子和离子。
然后，等离子体与空气中的水分子反应，产生活性氧和氮氧化物。
接着，活性氧和氮氧化物与微生物接触，破坏微生物膜，杀灭微生物。
低温等离子杀菌技术的原理基于等离子体生成的活性氧和氮氧化物的杀菌作用。
等离子体生成的氧气离子对细菌和真菌的细胞膜具有破坏作用，进而破坏细胞膜的完整性。
活性氧还能与微生物内的脂质分子发生氧化反应，破坏细胞结构和功能。
氮氧化物对细菌具有较高的杀菌活性，能够抑制细菌的代谢过程，干扰其生长和繁殖。
三、低温等离子杀菌技术的应用前景1. 医疗领域低温等离子杀菌技术可以应用于医疗设备的杀菌清洗。
传统的高温蒸汽和化学药品容易对一些敏感的医疗设备造成损坏，而低温等离子杀菌技术可以在不损坏设备的情况下，彻底杀菌。
此外，低温等离子杀菌技术还可以杀灭医疗器械表面的超微小生物，有效减少交叉感染的风险。
2. 食品加工领域食品加工过程中，传统的高温杀菌对食品的质量和营养价值造成一定程度的破坏。
低温等离子杀菌技术可以在较低的温度下，快速杀灭食品中的细菌和真菌，保持食品的原始口感和营养成分。
低温等离子体处理技术的研究与应用
低温等离子体处理技术的研究与应用低温等离子体处理技术是一种新兴的物理处理技术，其应用涉及范围极广，包括环境治理、材料改性、生物医疗等多个领域。
本文将从其研究进展和应用案例两方面进行探讨。
研究进展低温等离子体是一种带电的、高度活跃的气体状态。
与高温等离子体不同，低温等离子体的电离率很低，其温度也较低，通常维持在室温至几千摄氏度之间。
近年来，随着科技的不断进步，低温等离子体处理技术在研究和应用领域中得到了广泛的关注和应用。
低温等离子体处理技术主要包括两种类型：非平衡放电处理和微波等离子体处理。
非平衡放电处理通常包括放电等离子体和冷等离子体，其较高的电子温度和密度使其适用于化学反应、表面处理等领域。
微波等离子体处理则主要用于材料表面改性和清洗，其优点在于可使材料表面能量均匀分布，从而避免局部过热和结构变形。
研究人员对低温等离子体的性质和应用进行了深入研究。
例如，发现低温等离子体处理可以改变材料表面的原子结构和化学性质，提高其导电性、附着力、耐磨性等性能；同时，低温等离子体处理还可以清洗和灭菌等环境治理领域提供了一种高效的处理技术。
应用案例环境治理低温等离子体处理技术在环境治理领域的应用最为广泛。
由于其不产生废水、废气等副产物，可以有效地降解污染物，并消除臭味和杀菌消毒，因而成为环保领域的一种理想技术。
例如，研究人员通过低温等离子体处理技术处理垃圾渗滤液，发现在处理过程中，COD（化学需氧量）去除率高达90%以上，同时不会产生二次污染。
材料改性低温等离子体处理技术在材料改性领域也有广泛的应用。
研究人员通过低温等离子体处理技术成功地将纤维素材料表面进行改性，提高了其耐水性和热稳定性，并且可以改善其抗菌性。
生物医疗低温等离子体处理技术在生物医疗领域的应用正在不断拓展。
研究人员利用低温等离子体处理技术可以杀灭病毒、细菌，清除异味等特性，研发出一种低温等离子体手术器械，可用于皮肤病、癌症等疾病的治疗。
结语低温等离子体处理技术的应用前景广阔，正在成为未来物理处理技术的重要发展方向。
低温等离子体技术的研究与创新
低温等离子体技术的研究与创新在当今科技高速发展的时代，低温等离子体技术已经引起了科技研究领域的广泛关注。
这种技术被广泛应用于半导体、冶金、材料、生物医学和环境等领域。
本文将介绍低温等离子体技术的研究和创新，探究其应用于各个领域的前景和意义。
一、低温等离子体技术的定义和特点低温等离子体技术是利用气体放电产生的等离子体，通过调控气体种类和气压等参数，在低温环境下制造出的等离子体。
与高温等离子体不同，低温等离子体的温度在室温和5000K之间，能量较低，不会烧毁材料。
低温等离子体技术是一种温和的化学反应方式，可以用来清洗表面、改变表面性质、杀菌和去除污染等，具有重要的科学意义和应用价值。
二、低温等离子体技术的基本应用在半导体制造和电子行业中，低温等离子体技术被广泛应用于表面处理、材料薄膜的生长以及纳米材料的制备等方面。
同时，它还被应用于医学和环保领域。
在医学上，低温等离子体被用于治疗皮肤病、癌症等疾病。
在环保方面，低温等离子体技术被用来去除空气污染物和污水中的有机污染物。
此外，低温等离子体技术还应用于工业智能制造、高温超导材料的研究以及等离子体医药和健康等领域。
三、低温等离子体技术的创新与发展低温等离子体技术的发展正处在高速增长期，其创新研究广泛涉及多领域多学科。
例如，大气压等离子体技术的研究，研究人员正在探索利用大气压等离子体技术消除臭氧和有害物质；等离子体与生物医学的交叉领域，等离子体技术正在被用来治疗心血管疾病和癌症等疾病等。
低温等离子体技术的新发现和创新，有望引领未来科学和技术的发展，拓展其应用领域。
四、低温等离子体技术的前景和意义低温等离子体技术是一种前沿技术，具有重要的应用前景和意义。
首先，低温等离子体技术可以改善材料表面性质和制备高质量的材料，如常用的锂离子电池材料，利用低温等离子体技术可以制备出高性能的锂离子电池；其次，低温等离子体技术还可以用于检测和传感领域，如利用等离子体光谱检测有害气体；最后，低温等离子体技术可以提高生产效率和节能减排，从而促进社会、经济和环境的可持续发展。
低温等离子体冷杀菌保鲜与冷链物流消杀关键技术及装备
低温等离子体冷杀菌保鲜与冷链物流消杀关键技术及装备低温等离子体冷杀菌保鲜与冷链物流消杀关键技术及装备一、低温等离子体冷杀菌保鲜技术概述低温等离子体冷杀菌保鲜技术是一种利用等离子体的高能量和化学活性特性，对生鲜食品进行快速杀菌和保鲜的技术。
通过低温等离子体技术，能够高效杀灭食品中的细菌和真菌，延长食品的保鲜期，保持食品的新鲜度和营养价值。
这一技术在冷链物流中的应用，已经成为食品安全和质量保障的重要手段。
二、低温等离子体冷杀菌保鲜技术的原理及关键技术低温等离子体冷杀菌保鲜技术是通过在低温环境下产生等离子体，利用其高能量和化学活性特性，对食品表面和包装材料进行杀菌和保鲜。
这一过程主要依靠等离子体产生的UV光、Ozone、OH、O*等活性物质，对食品表面进行杀菌和降解残留农药等化学物质。
该技术的关键在于低温等离子体的稳定生成和有效作用，以及对食品的快速杀菌和保鲜处理。
三、低温等离子体冷杀菌保鲜技术在冷链物流中的应用低温等离子体冷杀菌保鲜技术在冷链物流中的应用，主要是针对生鲜食品的消杀和保鲜处理。
在食品采摘、加工、储存、运输和销售的各个环节，都可以通过低温等离子体技术进行快速杀菌和保鲜处理，有效避免食品腐败和污染，延长食品的货架期和保质期。
这种技术既可以保障食品的安全和质量，又能够降低食品损耗和环境污染。
四、低温等离子体冷杀菌保鲜技术的发展趋势和前景展望随着人们对食品安全和质量要求的提高，低温等离子体冷杀菌保鲜技术在食品行业的应用将会越来越广泛。
未来，随着该技术的不断创新和改进，它将更加高效、节能和环保，成为冷链物流中不可或缺的关键技术与装备。
相信通过不断努力，低温等离子体冷杀菌保鲜技术一定能够为食品产业和冷链物流带来新的发展机遇和挑战。
总结回顾低温等离子体冷杀菌保鲜技术作为食品安全和保鲜领域的一项重要技术，其在冷链物流中的应用前景广阔。
通过本文的介绍，我们了解了低温等离子体冷杀菌保鲜技术的概念、原理和关键技术，以及在冷链物流中的应用和发展趋势。
低温等离子体技术在食品杀菌中应用的研究进展
四、研究方法
低温等离子体杀菌消毒技术的研究方法主要包括实验设计、数据收集和分析、 理论建模等。实验设计应考虑影响因素如放电功率、放电时间、气体流量、温 度等因素，并需要对实验结果进行对比分析和验证。数据收集和分析主要包括 观察微生物的存活率、细胞结构变化、微生物代谢产物的变化等。理论建模可 以对低温等离子体的物理和化学特性进行模拟和分析，为实验提供理论指导。
五、研究成果
低温等离子体杀菌消毒技术的研究成果主要包括以下几个方面：
1、技术进步：研究者们在技术的优化和提高方面取得了一定的进展，例如通 过改进设备结构和运行参数提高了杀菌效果和降低了能耗。
2、理论成果：研究者们对低温等离子体的物理和化学特性进行了深入研究， 揭示了其杀菌消毒的机理和作用机制。
3、应用成果：在工业、医疗、食品等领域，低温等离子体杀菌消毒技术得到 了广泛应用并取得了显著成效，例如在医疗器械消毒中能够杀灭多种病毒和细 菌，同时不损伤医疗器械；在食品领域可以延长食品保质期并保留食品的营养 成分和风味。
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2、实验室研究进展
在实验室环境下，研究者们已经成功利用低温等离子体技术对多种食品（如水 果、蔬菜、肉类等）进行了有效灭菌，证实了低温等离子体技术的巨大潜力。 同时，研究者们也发现了一些影响灭菌效果的因素，如处理时间、处理温度、 气体种类等。
3、工业化应用进展
尽管低温等离子体技术在食品杀菌中的工业化应用尚处于初级阶段，但已经有 一些成功的应用案例。例如，一些食品加工企业已经开始采用低温等离子技术 进行食品的预处理和后处理，以延长食品的保质期。此外，一些医疗设备制造 商也开始探索将低温等离子体技术应用于医疗器械的消毒，以减少交叉感染的 风险。
低温等离子体技术在食品杀菌 中应用的研究进展
低温等离子体技术在生物医药领域中的应用研究
低温等离子体技术在生物医药领域中的应用研究随着科技的不断发展和进步，现代医学技术也在日新月异地拓展和更新。
低温等离子体技术作为最新发展的一种生物医药技术，正在被广泛应用于医疗领域中。
它具有独特的优势和特点，可以应用于肿瘤治疗、伤口愈合和消毒等领域。
本篇文章将介绍低温等离子体技术的基本原理、应用和未来前景。
一、低温等离子体技术的基本原理低温等离子体技术是一种新兴的物理技术，它是通过在大气压下利用正负极性电极，产生微气象体积的非平衡等离子体。
等离子体被定义为由带正电荷和负电荷的等量离子以及一定数量的电子构成的气体。
等离子体可以产生强有力的电磁场和电子束，具有很强的杀菌和消毒作用。
而低温等离子体技术中，等离子体的温度可以低于40℃。
二、低温等离子体技术在肿瘤治疗中的应用低温等离子体技术可以在肿瘤治疗中起到重要的作用。
使用低温等离子体技术可以引起肿瘤细胞的凋亡和死亡，同时不会破坏周围正常细胞。
这种方法比传统的肿瘤治疗方式更为简便、有效和安全。
低温等离子体技术在肿瘤治疗中的应用主要包括如下几个方面：1、低温等离子体可以通过调整内环境，影响肿瘤细胞形态和生长，从而实现对癌细胞的高效杀灭。
2、低温等离子体可以通过操纵肿瘤细胞表面分子，影响细胞的粘附和迁移，从而降低肿瘤细胞的侵袭能力。
3、低温等离子体可以通过起到对免疫调节的作用，提高机体对癌细胞的免疫力度，增加机体对肿瘤的防御能力。
三、低温等离子体技术在伤口愈合中的应用除了肿瘤治疗，低温等离子体技术还可以在伤口愈合中起到重要的作用。
低温等离子体技术可以通过抑制微生物的生长，加速伤口愈合。
现代医学中，伤口感染是一个很严重的问题，可以导致伤口愈合不良、局部感染等问题。
而低温等离子体技术可以在不刺激和破坏伤口周围组织的同时，杀灭有害的细菌和病毒，减少感染的可能性。
四、低温等离子体技术在消毒中的应用低温等离子体技术还可以在消毒领域中发挥作用。
与传统消毒方法相比，低温等离子体技术可以对不同类型和形态的微生物起到更好的杀菌和消毒作用。
低温等离子体技术的最新研究进展
低温等离子体技术的最新研究进展随着科技的发展，低温等离子体技术在多个领域中扮演着越来越重要的角色。
由于其“无触电”的特性，低温等离子体技术可以应用于生物医学、能源环保、材料科学等多个领域。
本文将就低温等离子体技术的最新研究进展进行探讨。
一、低温等离子体技术在生物医学领域的应用低温等离子体技术在生物医学领域中的应用主要包括治疗和检测两个方面。
在治疗方面，研究人员发现，低温等离子体可以用于疗法、细胞培养和皮肤病治疗等。
例如，日本大阪大学的研究团队在使用低温等离子体治疗肝癌细胞方面取得了一定的成果。
在检测方面，低温等离子体就可以用于细胞表面及细胞内的分析。
例如，韩国釜山大学的研究员利用低温等离子体技术成功实现了对人体胃癌细胞中蛋白质表达水平的定量分析，这一技术在临床肿瘤检测上具有广阔的应用前景。
二、低温等离子体技术在环境治理领域的应用环境治理是低温等离子体技术的又一大应用领域。
例如，在汽车尾气治理方面，低温等离子体技术可以将尾气中的氮氧化物转化为无毒的氮气和水蒸气。
此外，在工业污染物处理方面，低温等离子体技术也可以将多种工业烟气及有机废气高效净化。
三、低温等离子体技术在材料科学领域的应用低温等离子体技术在材料科学领域中的应用包括表面修饰、材料合成、涂层加工等。
例如，瑞士洛桑联邦理工学院的研究员成功使用低温等离子体技术改变多种聚合物表面化学性质，并将其应用到疏水表面润滑方面。
四、低温等离子体技术的未来研究方向虽然低温等离子体技术已经在多个领域中有了广泛的应用，但是仍然存在一些需要解决的问题。
例如，即使低温等离子体技术应用在生物医学领域中，其对细胞的影响仍然需要被进一步研究。
此外，在环境治理领域中，低温等离子体技术的大规模应用也需要克服其设备成本高等问题。
因此，低温等离子体技术的未来研究方向将主要包括对其机理与应用研究的深入探究，以及设备制造方面的技术进步等。
总结：作为近年发展中的重点研究方向，低温等离子体技术的发展前景不可估量。
低温等离子体技术的应用与研究
低温等离子体技术的应用与研究低温等离子体技术是一种新型的物理技术，它通过低温下的等离子体反应来实现对物质的加工和处理。
该技术广泛应用于制造业、环保工程、医疗健康等多个领域。
在研究方面，低温等离子体技术也成为了物理学、化学等多个学科领域的研究热点。
本文将重点介绍低温等离子体技术的应用与研究现状。
一、应用低温等离子体技术在制造业中的应用主要体现在材料表面处理、薄膜制备等领域。
其中，表面处理是指在材料表面形成一层由低温等离子体催化器形成的纳米氧化物膜，从而实现材料表面的改性。
薄膜制备则是指利用低温等离子体反应产生的离子、原子等物质制备具有优异性能的材料薄膜，主要包括金属材料薄膜、碳类材料薄膜、氮化物薄膜等。
此外，在环保工程中，低温等离子体技术主要被应用于空气净化、水处理等方面。
在空气净化方面，低温等离子体技术可以利用等离子体反应分解有害气体，包括挥发性有机物、硫化物、氮氧化物等。
在水处理方面，则可以利用低温等离子体技术分解水中有害物质，降低水中有害物质的含量，保证水质安全。
二、研究低温等离子体技术的研究主要包括理论研究和应用研究。
理论研究主要集中在等离子体物理学、等离子体化学、电流分析等方面，主要是解释低温等离子体反应机理和探索其物理化学性质。
在应用研究方面，主要包括利用低温等离子体技术改性材料、制备新型薄膜、解决环保问题等方面的研究。
近年来，有不少学者针对低温等离子体技术进行了深入研究。
比如，较早研究低温等离子体技术的日本科学家吉田恒雄教授，提出了等离子体催化器理论，并开展了大量相关研究工作。
又如，韩国学者申容子教授，在低温等离子体技术的理论和应用研究方面也做出了较为杰出的贡献。
值得一提的是，低温等离子体技术的研究得到了许多国际组织、学术机构的关注与支持。
例如，欧洲材料研究学会(European Materials Research Society)成立了低温等离子体材料科学分会，旨在促进低温等离子体技术研究的交流和合作。
典型低温等离子体处理技术研究
典型低温等离子体处理技术研究引言随着工业化和人类生活方式的不断发展，人类生产和生活废弃物的处理也越来越引人关注。
低温等离子体技术，是一种基于物理原理，不使用化学药品的现代清洁技术。
这种技术具备高效、环保、安全等优点，近年来在废水、废气等领域得到广泛应用。
本文将对典型低温等离子体处理技术进行研究和探讨。
一、低温等离子体技术的原理及分类低温等离子体技术是以低温等离子体作为处理物质的电化学过程。
该技术利用外加电场的作用，使普通气体（如氧气、氮气等）由原来不导电的状态转变成离子化气体（等离子体）。
其工作原理是利用这种等离子体的化学反应能力，分解废物中的有机物、气态物质等，使其转变成无害物质。
如图1所示，低温等离子体的硬件结构图。
低温等离子体技术可分为两种类型：“非平衡等离子体技术”和“氧化等离子体技术”。
非平衡等离子体技术的主要原理是通过高频电源将氧气等转化为原子氧、氧分子和离子等，从而使废气中的有机物、挥发性有机物得到分解和转化。
而氧化等离子体技术的主要原理是通过电解板将废水电解，将水中的离子分解并重新组合，结合滤网、超滤等处理手段，达到净化水的目的。
二、低温等离子体技术的应用领域低温等离子体技术的应用领域广泛，主要包括：废气、废水、固体废物等。
1. 废气处理废气是工业生产中经常会产生的一种污染物，主要来自于烟尘、硫化物、氮氧化物、有机物等。
利用低温等离子体技术可以有效地将废气处理成洁净的空气。
例如：利用电场将氧气离子化形成氧离子，然后与污染气体中的有机物、挥发性有机物等进行反应，使其转变为无害气体。
这种技术具有高效清洁、无化学药品等优点，广泛应用于工业生产、建筑材料、煤炭等行业。
2. 废水处理废水主要指的是农业、工业、居民等生活活动所产生的水污染物。
废水处理成为人们生活环保的一个重要组成部分。
利用低温等离子体技术可以有效地去除水中的有机物、重金属等污染物质，改善水质。
例如：利用电化学结构反应技术将废水电解，可将水中的离子分解并重新组合，结合滤网、超滤等处理手段进行净化。
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第36卷第4期2018年7月食品科学技术学报Journal of Food Science and TechnologyVol.36No.4Jul.2018专家论坛专栏编者按:随着消费者对食品新鲜度和品质的需求逐渐提高,低温等离子体冷杀菌作为一种新兴的非热杀菌技术已经成为食品科技领域的研究热点㊂本期栏目特邀专家从低温等离子体冷杀菌技术的杀菌机理㊁开发应用㊁装备研制㊁杀菌效能评估等方面进行专业阐释,期待为延长生鲜食品贮藏期㊁提升产品品质提供新的有效途径㊂(栏目策划:李 宁)doi:10.3969/j.issn.2095⁃6002.2018.04.002文章编号:2095⁃6002(2018)04⁃0008⁃09引用格式:章建浩,黄明明,王佳媚,等.低温等离子体冷杀菌关键技术装备研究进展[J].食品科学技术学报,2018,36(4): 8-16.ZHANG Jianhao,HUANG Mingming,WANG Jiamei,et al.Development of sterilization technology and equipment of cold plasma cold sterilization[J].Journal of Food Science and Technology,2018,36(4):8-16.低温等离子体冷杀菌关键技术装备研究进展章建浩1, 黄明明1, 王佳媚1,2, 赵见营1(1.南京农业大学江苏省肉类生产与加工质量安全控制协同创新中心/国家肉品质量安全控制工程技术研究中心/食品科学技术学院,江苏南京 210095;2.海南大学食品学院,海南海口 570228)摘 要:近年来低温等离子体技术作为新型高效非热源性杀菌技术,在食品杀菌领域受到越来越多关注㊂从低温等离子体冷杀菌技术的背景㊁杀菌机理㊁食品冷杀菌关键技术应用及技术装备国际研发等方面进行阐述,希望为低温等离子体在生鲜类及热敏性食品的大规模开发及应用方面提供研究参考㊂关键词:低温等离子体;食品冷杀菌;杀菌机理;核心技术装备中图分类号:TS205.9 文献标志码:A收稿日期:20180606基金项目:苏州高新区科技创新创业人才项目;苏州市科技计划项目(SNG2017074);江苏高校优势学科建设工程资助项目㊂作者简介:章建浩,男,教授,博士生导师,主要从事畜产品加工与质量控制等方面的研究㊂ 食品冷杀菌保鲜包装技术的是国际食品科学技术的最新研究方向之一,低温等离子体冷杀菌技术(cold plasma cold sterilization,CPCS)是一种可用于食品贮藏保鲜的冷杀菌技术,利用食品周围介质产生光电子㊁离子和活性自由基团与微生物表面接触导致细胞破坏从而达到杀菌目的㊂目前,对于生鲜肉㊁新鲜果蔬及鲜切蔬菜等热敏食品采用的冷藏㊁气调包装等杀菌保鲜包装技术,存在杀菌不彻底及产生二次污染的问题㊂为提高生鲜食品安全及延长货架保鲜期,开发高效冷杀菌保鲜包装技术已经成为食品保鲜行业的必然趋势㊂1摇低温等离子体概述等离子体(plasma)是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态,广泛存在于宇宙中,被称为是物质除固态㊁液态㊁气态之外的第四状态,也被称为 等离子态”;它可以由中性气体在高电压作用下激发诱导产生,如图1[1],按照粒子(电子㊁离子㊁中性粒子)温度差异可以分为热等离子体 热平衡等离子体”和低温等离子体 非平衡等离子体”[2]㊂8早期的低温等离子体只有在低于大气压条件下才可以调控产生,随着等离子物理和工程学的深入研究使得低温等离子体可以在大气压条件下产生,使低温等离子体具有很好的商业开发价值[3]㊂图1 低温等离子体形成机理Fig.1 Cold plasma generation⁃ionization processing2 CPCS 杀菌机理低温等离子体冷杀菌技术可以产生多种具有杀菌性能的物质,如活性氧(reactive oxygen species,ROS)㊁活性氮(reactive nitrogen species,RNS)㊁带电粒子㊁紫外光子等㊂不同的杀菌物质作用于细胞的不同部位造成细胞破坏或者生物体死亡,见图2[4]㊂CPCS 的杀菌机理可从对细胞的蚀刻作用㊁细胞膜穿孔与静电干扰㊁大分子氧化三个方面解释㊂图2 低温等离子体杀菌示意图Fig.2 Schematic overview of cold plasma⁃related inactivation mechanisms2.1 蚀刻作用蚀刻作用是指微生物在CPCS 的作用下,某些物质发生化学键断裂,最终产生挥发性物质,如CO 2和C x H y 等㊂CPCS 产生的紫外线和活性氧自由基被认为是发生蚀刻作用的主因㊂在波长200~300nm 范围的紫外线,还可以诱导遗传物质中胸腺嘧啶二聚物的形成从而影响DNA 的复制[5-7]㊂但在大气压条件下,紫外线可以迅速与活性氧反应造成紫外线能量的下降(<50μW /cm 2),使其在杀菌过程中杀菌效果的降低[6]㊂活性氧自由基如羟基自由基和氮氧自由基可以直接轰击生物体表面的细胞膜,并与环境中的氧分子共同作用,在细胞膜表面 缓慢燃烧”最终生成CO 2和H 2O 等挥发性物质[8-9]㊂2.2 细胞膜穿孔与静电干扰CPCS 产生的高能电子作用于微生物表面,造成细胞膜局部腐蚀及磷脂等物质化学键的破坏㊂同时高能电子还可以与活性氧等物质协同作用,氧化细胞膜表面的蛋白质和脂质,细胞膜局部的变形造成细胞膜表面小孔形成[10-11]㊂CPCS 产生的电子和离子在细胞膜表面富集,使微生物表面局部发生不规则性的异样曲率引发静电干扰,使微生物细胞膜的总电张力超过了膜的总抗拉强度,从而造成细胞膜表面小孔形成[12]㊂2.3 细胞内的大分子氧化CPCS 产生的ROS㊁RNS 可以与细胞大分子物质发生氧化反应㊂ROS 的生物靶点包括DNA㊁蛋白质和脂类[13]㊂尤其是细胞膜表面的脂质是ROS 的主要攻击靶点㊂ROS 攻击细胞膜中多不饱和脂肪酸,引起脂质的链式反应[14]㊂CPCS 产生的氢过氧自由基㊁超氧阴离子自由基㊁单线态氧和臭氧都可以导致脂质的氧化,它们可以与不饱和脂肪酸发生脱氢反应,形成脂质自由基,9第36卷第4期 章建浩等:低温等离子体冷杀菌关键技术装备研究进展脂质自由基与氧分子反应生成脂质过氧化氢自由基,脂质过氧化氢自由基具有很强的氧化性,它们可以与周围不饱和脂肪酸发生氧化反应形成脂肪酸过氧化物,从而引发脂质的链式反应㊂细胞膜中脂质的链式反应造成细胞膜内旋性的改变,细胞膜的选择透过性破坏,细胞内外渗透压失衡,最终导致细胞的裂解[15]㊂ROS还可以攻击蛋白质造成氨基酸侧链的修饰和蛋白质三级结构的改变㊂这些改变可能会导致蛋白质的功能变化,从而扰乱细胞新陈代谢及正常生理机能[16]㊂如某些蛋白质中的Fe⁃S簇对超氧化物自由基的攻击特别敏感,多数酶类的活性金属结合部位对ROS的攻击也特别敏感[17]㊂同时蛋白质的氧化导致氧化蛋白在体内的积累,当细胞体内存在过量的氧化蛋白时会抑制蛋白酶的活性[18]㊂ROS的另一个反应目标是DNA,它与DNA的碱基和糖基反应,造成脱氧核糖核酸的多种类型的氧化损伤㊂羟基自由基可以与DNA中的糖基反应,造成DNA链的断裂,一般认为羟基自由基并不具备穿过细胞膜的性质,所以CPCS造成的DNA链断裂可能是由于过氧化氢与细胞内的金属离子发生Fenton反应,产生的羟基自由基直接作用临近的DNA造成的[19]㊂ROS的反应产物也可以与DNA 反应㊂如脂质过氧化氢自由基可与DNA中的嘌呤反应造成嘌呤聚合物的产生[20]㊂同时脂质链式反应产生的某些醛类也可以与DNA反应造成碱基的烷基化和DNA链内或链间的交联[21]㊂3 食品中CPCS技术研究进展3.1 生鲜果蔬CPCS技术应用CPCS具有作用时间短㊁杀菌温度低等优势㊂在过去几年中,等离子体在食品领域的应用已有大量研究㊂Critzer等[22]第一次发表了CPCS对鲜切果蔬的杀菌效果,在果蔬表面接种7lg(CFU/g)的大肠杆菌O157㊁单核增生性李斯特菌和沙门氏菌,采用CPCS处理1min使各菌菌落数含量下降1.0㊁1.0㊁2.0lg(CFU/g)㊂CPCS处理芒果得到类似的杀菌效果,经过1min处理,造成芒果中单核增生性李斯特菌和大肠杆菌O157菌落数含量下降2.5lg(CFU/ g)[23]㊂随着进一步的研究发现,CPCS处理不同微生物,会造成不同程度的影响㊂Perni等[9]采用CPCS处理哈密瓜表面的酿酒酵母和葡萄糖醋酸菌发现,经等离子体处理后酿酒酵母菌对CPCS具有更强的抗性㊂采用CPCS处理芒果和柠檬果皮上大肠杆菌㊁酿酒酵母菌和葡萄糖醋酸菌发现类似的结果,CPCS对酿酒酵母菌的杀菌效果显著低于对大肠杆菌和葡萄糖醋酸菌的杀菌效果㊂CPCS设备的不同也会带来对杀菌效果的影响,经滑动电弧等离子设备处理果皮表面的沙门氏菌和大肠杆菌O157,分别造成2.93和3.4lg(CFU/g)的下降[24]㊂研究发现,CPCS对抗逆性较强的菌膜中的微生物也有很好的杀灭效果,CPCS处理可显著降低生菜表面菌膜中气单胞菌菌落含量(5lg(CFU/g))[25]㊂除新鲜果蔬外,CPCS还可以有效的杀灭果汁中的微生物㊂研究表明经过12㊁8和25s的CPCS处理,可以使鲜榨橙汁中的金黄色葡萄球菌㊁白色念珠菌和大肠杆菌下降5lg(CFU/mL)[26]㊂CPCS还可以很好地杀灭果汁中的某些耐酸菌,如弗氏柠檬酸杆菌㊂经过480s处理可以使苹果汁中的弗氏柠檬酸杆菌含量下降5lg (CFU/mL)㊂研究发现,CPCS处理对橙汁的色泽㊁pH值㊁抗氧化能力以及总酚含量并没有带来显著的影响,但过长的处理时间对果汁的色泽影响高于其他因素㊂研究发现短时间的CPCS处理可以增加石榴汁中的花青素含量,但过长的处理时间可能造成樱桃汁中花青素含量的下降[27]㊂CPCS对水分含量较低的干果和香辛料类食品也具有很好地杀菌作用㊂利用CPCS处理胡椒粉30min,可以使其中的沙门氏菌㊁枯草芽孢杆菌孢子以及萎缩芽孢杆菌孢子分别下降4.1㊁2.4㊁2.8lg(CFU/g),并且对胡椒粉的色泽㊁风味无显著影响[28]㊂Bermúdez⁃Aguirre 等[29]在用CPCS处理生菜㊁胡萝卜和西红柿时发现,微生物菌落浓度也是影响CPCS杀菌性能的因素之一,相比于高菌落浓度,在低菌落浓度时低温等离子体的杀菌效果更佳㊂3.2 禽肉制品CPCS技术应用在冷链运输或冷藏条件下,某些嗜冷菌还会生长繁殖造成肉制品的腐败变质㊂采用喷射型CPCS装置,以He+O2作为诱导气体可以有效地杀灭鸡肉表面的微生物,并且随着处理时间的增加杀菌效果逐步增强[30]㊂CPCS中诱导气体和样品本身的差异带来不同的杀菌效果㊂分别采用He和Ar为诱导气体处理猪肉,使猪肉表面菌落总数分别下降1.0 lg(CFU/g)和2.5lg(CFU/g)㊂在相同的设备条件下处理牛肉,使牛肉表面菌落总数分别下降2.0和0.5lg(CFU/g)[31]㊂采用介质阻挡放电(dielectric01食品科学技术学报 2018年7月barrier discharge,DBD)类型的CPCS分别处理猪肉和牛肉中的单核增生性李斯特菌,造成3.86和4.01lg(CFU/g)的下降量(p<0.05),但当此设备处理猪肉和牛肉中的大肠杆菌时,两者的杀菌效果差异不显著(分别下降3.41和3.30lg(CFU/g)),这表明菌种的差异对CPCS的杀菌效果也具有一定的影响[32]㊂CPCS处理禽肉表皮上的空肠弯曲杆菌和沙门氏菌,当菌液浓度分别为2.0㊁3.0㊁4.0lg (CFU/g)时,CPCS的杀菌效果分别为1.42㊁1.87㊁2.45lg(CFU/g)和1.25㊁1.08㊁1.31lg(CFU/g)㊂在此设备条件下处理鸡胸脯肉,其空肠弯曲杆菌和沙门氏菌分别下降了1.65㊁2.45㊁3.11lg(CFU/g)和1.85㊁2.61㊁2.54lg(CFU/g)[33]㊂这表明相对于粗糙的表面,CPCS对光滑的样品表面具有更好地杀菌效果,并且初始菌落总数越高,CPCS的杀菌效率越低㊂采用He为诱导气体的DBD型CPCS处理猪背最长肌,可使其中的单核增生性李斯特菌和大肠杆菌分别下降0.43㊁0.34lg(CFU/g),采用He+O2为诱导气体的此设备同样处理以上两种菌,其下降量分别增加到0.59㊁0.55lg(CFU/g)[34]㊂一般认为活性氧为CPCS的主要杀菌源,其杀菌作用显著高于其他等离子体物质,诱导气体中氧气含量对CPCS 产生的活性氧量具有显著影响,在一定范围内高的氧气含量产生高的活性氧含量,因而其杀菌效果更强㊂研究发现CPCS应用于禽肉制品杀菌的同时,也会对肉品的品质带来某些影响㊂Kim等[35]发现, CPCS处理造成猪背最长肌pH值和亮度下降,但对其脂质氧化程度影响并不显著㊂Sara等[36]发现虽然CPCS处理会造成牛肉干中脂质氧化程度的提高,但并没有超过硫代巴比妥酸值的阈值(0.4 mg/kg)㊂国内从事CPCS杀菌保鲜包装技术应用研究的单位相对较少㊂章建浩等[37]公开了一种生鲜肉高压电场等离子体协同纳米光催化杀菌保鲜方法,其用于气调包装(modified atmosphere packaging, MAP)之后的生鲜肉的冷杀菌处理,可以延长生鲜肉的保鲜期㊂王佳媚[1]发现生鲜鸡肉用CPCS处理后在4℃条件下可保藏至少14d,等离子体处理有效抑制了鸡肉中嗜温菌㊁嗜冷菌和假单胞菌的生长,同时有效维持了鸡肉的良好感官品质㊂本课题组对CPCS处理鲜牛肉的保鲜期进行了研究,发现CPCS 可以有效延长牛肉货架期,并且与非CPCS处理组相比,贮藏期间牛肉的挥发性盐基氮含量和生物胺含量显著低于对照组㊂3.3 CPCS对食品中酶及毒素和农药降解的作用CPCS对溶菌酶[38]㊁多酚氧化酶和过氧化物酶[39]等酶类都具有很强的至畸失活作用[40-42]㊂酶失活水平上的差异主要归因于酶自身㊁等离子处理条件㊁使用的酶介质以及等离子设备类型的差异㊂过氧化物酶(peroxidase,POD)和多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)是果蔬中普遍存在的重要酶㊂PPO催化酚类氧化为醌类,而这一催化反应往往会造成对食品不利的改变,如脂质和酚类的氧化带来对食品风味的改变和食品表面的褐变㊂Pan⁃kaj等[43]对番茄粗提取物中POD在低温等离子体作用下的快速失活进行了验证㊂研究发现,处理时间和电压对酶的失活水平有显著影响㊂Surowsky 等[44]研究不同诱导气体下CPCS对POD及PPO活性的影响,通过圆二色谱法对比分析处理前后酶结构的差异,发现处理后酶结构中α⁃螺旋的数量显著减少,从而造成酶活性的丧失㊂通过荧光光谱分析发现,经过CPCS处理的蛋白质中色氨酸结构发生变化,进一步证实了低温等离子体对蛋白质的结构修饰㊂Ehlbeck等[45]用微波型CPCS处理鲜切苹果和马铃薯10min,发现处理后鲜切苹果和马铃薯中的PPO活性下降了62%和77%,POD活性下降了65%和89%㊂一般认为PPO活性的下降导致植物新陈代谢的降低,从而达到抑制果蔬表面褐变的目的㊂Tappi等[46]采用DBD型CPCS处理苹果后发现,鲜切苹果中果胶酶活性随着处理时间的增加而逐步下降,从而可以达到延缓果蔬成熟变软的作用㊂研究发现CPCS除了可以直接作用于酶外,还可以通过间接作用达到抑制酶活的目的,Ali等[47]研究发现,CPCS处理丁子香酚衍生物,其反应产物可以作用于酪氨酸酶造成酶二级结构的变化㊂CPCS对酶除了抑制活性外,在特殊情况下还具有增强酶活的作用,Li等[48]发现CPCS处理增加了脂肪酶的活性㊂Chen等[49]发现经过低温等离子体处理的糙米其发芽率增加了162%,这可能是通过增加糙米中α⁃淀粉酶活性引起的㊂Puac等[50]研究发现CPCS 处理会导致胡萝卜体内超氧化物歧化酶和过氧化物酶酶活性的增加,超氧化物歧化酶可以降解超氧阴离子为过氧化氢和氧气,过氧化物酶进一步降解过氧化氢为水和氧气㊂天然和合成毒素在我们的生态环境中无所不在,如胰蛋白酶抑制剂㊁皂甙㊁凝集素等有毒化合物11第36卷第4期 章建浩等:低温等离子体冷杀菌关键技术装备研究进展可能存在于各种食品中㊂其他毒素,如杀虫剂㊁内分泌干扰剂㊁霉菌毒素等的存在引起了消费者对食品安全的关注㊂目前,应用于食品领域降解有毒化合物的非热技术非常有限㊂CPCS具有降解食品中霉菌毒素的能力[51-52]㊂目前研究人员通过优化CPCS 工艺参数,以达到提高霉菌毒素降解效率的目的,并深入研究CPCS对霉菌毒素的降解机理[51,53]㊂虽然已将CPCS作为一种可行的替代方法呈现,但还需要进一步研究,以了解CPCS产生的不同活性物质与霉菌毒素的反应机制以及毒性降解通路㊂杀虫剂是一种常用的农作物试剂,它大大降低了昆虫造成的农作物损失,从而有效提高了农产品的产量㊂但是,杀虫剂在杀虫的同时,其在果蔬中的残留对人类也是有害的,因此必须严格管制所有食品中的农药残留㊂CPCS已被证实具有降解杀虫剂的功能[54-55]㊂CPCS对农药的降解主要归因于其产生的多种活性物质,如离子(H3O+,O+,O-,N+2)㊁分子(O3,H2O2)和自由基(O㊃,OH㊃,NO㊃)㊂4 等离子体活性水的研究进展CPCS产生的活性自由基可以被水吸收,在水中产生诸如ROS㊁RNS以及H2O2㊁O3等物质,极大地提高了水的氧化还原电位,被定义为等离子体活性水(plasma active water,PAW)㊂PAW目前已经被证明对不同的食源性致病菌和生物膜菌等均有较好的清除作用[56-57]㊂Ma等[58]研究PAW对草莓表面微生物的杀菌效果,研究发现进过20min处理,造成草莓菌落总数下降3.5lg(CFU/g)㊂经过0~4d的贮藏,PAW处理并未对草莓的L值㊁a值和b值造成显著影响,在贮藏期第4天,a值升高但与空白对照组相比差异不显著㊂有研究表明,相比CPCS直接处理,PAW的杀菌效果更强,Fernández等[59]采用CPCS直接处理草莓仅造成1.72lg(CFU/g)的下降,而PAW的杀菌效果显著高于CPCS直接处理㊂这可能是由于草莓表面的凹槽和小孔限制了CPCS 的杀菌范围,而PAW处理采用完全浸泡的方式,从而增大了杀菌物质与微生物的接触面积达到更好的杀菌效果㊂随后研究人员研究了活性水对中国小红莓的保鲜作用,发现PAW处理能显著延长小红莓的保鲜期[60],同时在7d的贮藏期内,PAW处理组和空白对照组的颜色差异不显著㊂Alshraiedeh 等[61]研究海藻酸钠PAW对不同致病菌的抑制作用㊂结果表明,海藻酸钠PAW溶液对大肠杆菌有较强的致死作用㊂5 CPCS核心技术装备研发进展5.1 CPCS核心技术装备CPCS的激发系统结构有多种形式,系统的结构和材料性质对其形成等离子体具有显著的影响㊂介质阻挡放电系统(dielectric barrier discharge,DBD)被认为是最有效的等离子体冷杀菌激发系统,其组成结构示意图见图3[62]㊂DBD系统激发装置的电极材料和介质阻挡绝缘板对杀菌效能特性具有决定作用㊂图3 高压电场低温等离子体激发系统Fig.3 Cold plasma excitation system目前,国际上研究使用的DBD型CPCS都是以简单组装为主,也有工厂化杀菌的DBD等离子体激发系统设备的研究报道㊂欧盟于2016年开启了一项SAFE⁃BAG项目,旨在结合多种DBD类型的等离子体通过间接处理的方式作用于食品流水线㊂Misra等[63]研发了一种隧道式等离子体激发装置,如图4㊂这是利用几个并行独立的DBD系统共同组建成一个隧道模式,等离子体在隧道的洞腔内产生,这种设计具有设计简单,杀菌全面的优势,并且可以根据食品材料的不同随意调节流水线速度㊂图4 隧道式CPCS流水线装置Fig.4 CPCS of tunnel like structure南京农业大学国家肉品质量控制工程技术研究中心食品保鲜包装研究所从2012年开始与美国农业部-农业研究服务局的肉类研究中心(USDA⁃ARS,QSARU)合作进行CPCS关键技术研究,201521食品科学技术学报 2018年7月年借助江苏省国际合作和农业创新基金项目资助,在国内建立了第一套CPCS 实验装置,见图5,启动了我国低温等离子体冷杀菌关键技术和装备的系统研究开发,包括CPCS 杀菌动力学分析㊁杀菌作用机理和调控机制及生鲜调理肉冷杀菌保鲜包装技术等方面的系统研究㊂在此装备研究基础上,目前CPCS 自动化生产线也正在设计研发过程中㊂图5 CPCS 实验设备Fig.5 CPCS equipment5.2 CPCS⁃MAP 冷杀菌保鲜包装关键技术和自动化生产线研发与目前广泛采用的热源杀菌技术比较,CPCS 与气调包装(modified atmosphere packaging,MAP)保鲜技术完美结合㊂产生杀菌作用的等离子体来源于包装内部气体,对包装产品进行杀菌处理不会产生二次污染㊁不会产生化学残留,安全性高;尽管使用的电压非常高,但电流微小㊁杀菌处理过程很短,不会产生热量㊁没有温升,且能耗低㊁操作简便㊂因此,CPCS⁃MAP 技术是食品冷杀菌保鲜包装技术的重要突破;为此,笔者课题组通过产学研紧密合作,正在致力于CPCS⁃MAP 冷杀菌保鲜包装自动化生产线的研发㊂6 CPCS 关键技术装备研究展望在过去5年中,CPCS 在食品新技术研究领域引起了很大的关注,目前研究显示CPCS 在食品冷杀菌保鲜包装应用中还存在某些局限性㊂由于低温等离子体的渗透深度低,造成食品内部的微生物难以杀灭;细菌迁移到食品组织和粗糙食物表面形成的难以杀灭的生物膜也为CPCS 提出了一个提高杀菌效能的问题;某些食品成分,如抗氧化剂和其他营养素可能会影响CPCS 杀菌效率,这些问题表明未来使用CPCS 技术时需要对某些特定产品进行优化处理㊂此外,CPCS 对食品品质的影响研究相对较少,除了对食品pH 值㊁脂肪氧化㊁感官色泽等因素的影响外,还需要研究其对食品中微生物㊁酶等的影响机理和调控机制㊂这是食品科学一个新的研究领域,需要科研人员广泛深入的研究探索㊂生鲜调理食品符合现代食品 特色美味㊁方便营养”的消费理念,必定成为今后食品消费的主流,冷杀菌保鲜包装技术是制约其发展的瓶颈㊂为此,生鲜调理食品安全品质控制和冷杀菌保鲜包装关键技术是 十二五”国家科技支撑计划项目的重点研发领域,也是 十三五”国家重大研发项目的热点主题㊂由于CPCS⁃MAP 生产线具备智能高效自动化㊁冷杀菌无残留㊁低碳绿色等优势,因此它特别适用于对生鲜类及热敏性食品(如生鲜畜禽鱼类肉制品及调理产品㊁新鲜果蔬及鲜切菜等)的大规模生产包装,具有关键的技术突破㊁巨大的开发空间和良好的应用前景㊂参考文献:[1] 王佳媚.纳米TiO 2/Fe 2O 3等光催化协同高压电场等离子体靶向抑菌机理及鸡肉保鲜包装研究[D].南京:南京农业大学,2014.[2] BOGAERTS A,NEYTS E,GIJBELS R,et al.Gas dis⁃charge plasmas and their applications[J].SpectrochimicaActa Part B Atomic Spectroscopy,2002,57(4):609-658.[3] SEGAT A,MISRA N N,CULLEN P J,et al.Effect ofatmospheric pressure cold plasma (ACP)on activity and structure of alkaline phosphatase[J].Food 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