在过去十年，冷等离子（CP）作为食品的非热加工技术，获得了食品行业应用的浓厚兴趣。这个技术的新颖性在于它的非热本性、成本低、设计多样化及环境友好
特点。试验已经表明CP可用在蔬菜、豆类及谷物寄生曲霉和青霉菌失活[1-2]
，提高谷物种子发芽率[3]
，修饰谷物和薯类淀粉[4]
，失活新切瓜果褐变相关的酶,[5]
减少米饭的蒸煮时间[6]。
本文对冷等离子化学基础及在粮食行业的应用作一综述，以期对我国粮食流通及加工技术革新提供参考。
一、
等离子化学及来源
术语“等离子”是Tonks Lewi和Langmuir Irving1928年首次用于定义物质的第四状态，即气体部分或完全地离子化的状态，包括电子、离子、自由基、游离态和激发态的原子、大量非离子化的中性分子（Pankaj 等2013）。由于增大了能量输入，从固态转变到液态，再到气态，当增加的能量输入超过气体状态中一定水平，就引起气体分子的离子化，产生了等离子状态（Luo 等1998）。等离子是一种气体，它每个组分的一部分不再是电中性的，是离子化的原子/分子
，即它们已经失去或获得了一个或多个电子，自由电子也存在于等离子中。
Bogaerts等（2002）表明，等离子分类为高温（融合等离子）和低温（气体放电）等离子。对于高温等离子，所有等离子种类的温度是一样的，局部热是平衡的。对于低温或冷等离子，所有等离子种类的温度是不一样的，局部热是不平衡的。冷等离子包含了低温粒子如中性分子、原子种类及相对高温的电子，这种等离子是冷的，不影响与之接触的敏感材料。冷等离子没有阴影效应，意味着等离子环流绕流整个产品。
Fridman（2008）报道，就等离子化学，气体发生离子化是最重要的要素，还有碰撞类型、电子能量分布等因素。等离子产生期间，常见的气体相态反应是激发、去激发、离子化、解联、片段化等。Misra 等[5]
报道，等离子化学依赖于喂料气体的组成、相对湿度、功率、采用的电压、周围的气体相态等因素。Katsumata和Okazaki（1967）报道了氧气、CO
2
、氮气混合物冷等离子的化学组成，主导物质是 O
?
, O
2
?
, O
+
, N
+
, N
2
?
,NO
+
, CO
2
+
离子。氧原子和羟基自由基是最易发生反应的，它们与多种化合物的共价结合具有多样性。Laroussi（2009）也指出，空气等离子是基于活性氧、基于氮气的优质等离子种类的来源，如O、O*
2
、O
3
、OH、NO及NO
2
。采用氮气和氧气气体产生的等离子，发生高能电子碰撞，导致形成氮氧化物的链式反应[5]
。与等离子中产生的自由基一起，活性等离子种类与生物聚合物表面相互作用，产生其它次级电子及自由基。这些自由基能够导致淀粉主链含有氧的基团交联或嫁接、淀粉主链去聚合作用。
在过去几十年，实践上采用低压强或真空产生的等离子修饰固体材料[5]
。通过供给不同形式的能量如热、电场、无线电和微波频率及电磁场获得等离子状态，在实用方面，电场是产生等离子最常用的能量（Katsumata和Okazaki 1967）。直流低压强等离子需要高成本的真空设备以在等离子小室中产生真空，并在较低功率
条件下发生气体分子的离子化和降解。Schutze等（1998）、Murakami等（2013）报道，在空气等离子辉光放电中，带电种类的密度约是10
8
~10
13
cm
?3
。
等离子物理工程学及应用技术的最新进展，造就生产空气压强冷等离子设备很廉价。空气压强冷等离子易应用到固体和液态食品材料。用于产生冷等离子的各种等离子装置包括介质阻挡放电（dielectric barrier discharges，DBD)、电晕辉光放电（corona glow discharges）、无线电频率（radio frequency，RF)、空气辉光放电诱导偶联等离子（atmospheric glow discharges inductively coupled plasma，ICP)、微波诱导等离子（microwave induced plasma，MIP)及滑动弧放电（gliding arc discharge）[7]
。介质阻挡放电(DBD)是将绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电，又称介质阻挡电晕放电或无声放电。辉光放电是指低压气体中显示辉光的气体放电现象，即稀薄气体中的自持放电(自激导电)现象。不同等离子来源中，喷射式（jet）等离子和介质阻挡放电广泛用于食品研发，由于建造简单而商业可生产。