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1、低温等离子杀菌技术探究本文摘要：常压低温等离子体的消毒灭菌作为一种新型的消毒方法,由于其具有安全、简便、低温和快速等优点,正日益受到人们的重视和研究。本文简单介绍了低温等离子体的产生方法，给出了低温等离子体灭菌可能机理，介绍它在食品加工，医疗卫生等方面的应用并对该技术研究和应用的前景进行了简单的展望。关键词：低温等离子体机理应用前景引言：传统的食品杀菌方法是加热杀菌法，即通过对食品加热升温，并在高温下保持一定的时间，使食品中的微生物达到热力致死。加热在杀菌的同时，往往会给食品的品质和营养带来不利的影响，如变色、变味、营养损失等。特别是对某些食品，如果蔬、饮料、牛奶等，加热杀
2、菌对品质和营养的影响更大。随着食品加工业的大规模发展，人们在期望食品安全性的同时，对食品的营养性需求也在不断扩大。为了消除加热杀菌的不利影响，开发和研究非加热杀菌的技术日益受到人们的重视。实践证明，应用低温等离子技术来杀灭食品本身以及加工过程中产生的细菌，对产品的鲜度、风味和营养成分影响很小。而在医疗卫生方面，随着社会的发展,医疗事业发展迅速,医疗器械的灭菌消毒问题提到了紧要位置。传统的灭菌消毒存在很多弊病[1],如灭菌温度高、时间长、存在化学残留物、污染环境等。因此,需要研究新的灭菌技术,能够在短时间内完成灭菌效果,同时又不损伤医疗器械,还要降低对人员及环境的损害,这就促
3、使了低温等离子灭菌消毒技术的产生。一、低温等离子体的基本概念、产生方法、可能机理：(一)低温等离子体的基本概念温度由低到高，物质存在固态、液态、气态三个众所周知的状态。当气体的温度进一步上升，则束缚在原子核外的电子将挣脱原子核对它的库仑引力产生电离变成自由电子，从而在系统中产生带正电的离子（原子核）和带负电的电子。这种由大量的等数目的带正、负电荷的粒子构成的系统，被称为等离子体（plasmas）[2]。由于带正、负电荷的粒子数目是等量的，因此等离子体是宏观上不带电的准中性粒子系统。由于正、负电荷的存在，等离子体具有与其他物质形态不同的特异性能（如集体行为），因此被认为是继固
4、态、液态、气态后物质的第四态[3]。(二)低温等离子体的产生方法等离子体除存在于自然界外，还可以通过人工方式获得。通常是对气体施加电场，使荷电粒子加速。由于离子较重，所以被加速的都是电子。通过电子与较重粒子碰撞而引起电离，最终形成等离子体[4]。它主要是由气体放电产生的，所谓气体放电是指通过某种机制，使一个或几个电子从气体原子或分子中电离出来，形成的气体媒质称为电离气体，如果电离气体由外电场产生并形成传导电流，这种现象称为气体放电。根据放电产生的机理、气体的压强范围、电源性质以及电极的几何形状，气体放电等离子体可以分为辉光放电(Glowdischarge)、电晕放电(Cor
5、onadischarge)、介质阻挡放电(Dielectricbarrierdischarge,DBD)、射频放电(Radiofrequencydischarge)及微波放电(Microwavedischarge)等[5]。辉光放电通常在低气压下进行，所需的放电电压较低，电子的能量也较低；电晕放电可在常压下进行，但能量过于集中，很难获得大体积的等离子体；介质阻挡放电则结合了前两者的优点，可以在常压下产生大面积的低温等离子体；射频放电和微波放电常用于无电极放电，可获得纯净的等离子体[6]。(三)低温等离子体杀菌的可能机理关于低温等离子体的杀菌消毒机理，迄今为止人们还不能够给出
6、比较圆满的答案。根据早期的实验，相继出现了各种有关机理的假说。纵观各种假说，无论是从物理还是化学方面对杀菌消毒机理进行探索，归根到底不外乎有以下三种[7]locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame：等离子体形成过程中产生的
7、大量紫外线直接破坏微生物的基因物质；紫外光子固有的光解作用打破微生物分子的化学键，最后生成挥发性的化合物如CO、CHn;通过等离子体的蚀刻作用，即等离子体中活性物质与微生物体内的蛋白质和核酸发生化学反应，能够摧毁微生物和扰乱微生物的生存功能[8].二、低温等离子体在食品加工，医疗卫生等方面的应用：(一)低温等离子体在食品加工中的应用随着食品加工业的大规模发展，人们在期望食品安全性的同时，对食品的营养性需求也在不断扩大。特别是常规的高温高压蒸汽灭菌造成的各种营养元素的损失已经引起人们的普遍关注。应用低温等离子体技术来
