综述：非热等离子体：食品工业与种子萌发的多用途技术——综述

本综述系统阐述了非热等离子体(NTP)作为一种绿色变革性技术在农业与食品工业中的应用潜力。文章重点解析NTP通过介电阻挡放电(DBD)等技术产生活性氧氮物种(RONS)，在提升种子萌发效率、增强作物抗病性及优化食品加工过程中的作用机制，为可持续农业发展提供创新解决方案。

　　

非热等离子体技术原理

非热等离子体(Non-thermal Plasma, NTP)是在接近室温条件下通过介电阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge, DBD)或等离子体射流技术产生的部分电离气体。其特性在于能够在不引起热损伤的前提下，通过产生的活性氧氮物种(Reactive Oxygen and Nitrogen Species, RONS)及带电粒子实现材料表面改性。这种独特的物理化学特性使其特别适用于对温度敏感的生物材料处理。

农业应用机制

在种子处理过程中，NTP通过以下多维度机制促进萌发：首先通过物理刻蚀作用改变种皮微观结构，增强亲水性以促进水分渗透；其次生成的RONS（如O^•-₂、OH^•、NO^•等）作为信号分子激活种子内部抗氧化系统，提升超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性；同时诱导相关基因表达促进胚细胞分裂。研究数据显示，经NTP处理的种子其萌发率普遍提升15-30%，幼苗生物量增加20%以上。

食品工业创新

NTP技术在食品灭菌领域展现出显著优势：其产生的活性粒子能有效破坏微生物细胞膜结构，对大肠杆菌(E. coli)和沙门氏菌(Salmonella)的灭活效率达99.99%。相较于传统热杀菌技术，NTP处理不仅能保持食品营养成分和感官特性，还可降解农药残留（如有机磷农药降解率>80%）。在包装材料改性方面，NTP处理能增强聚合物表面润湿性，改善可生物降解包装材料的机械阻隔性能。

跨作物比较分析

通过对小麦、水稻、番茄等18种作物的对比研究，发现NTP对不同科属作物的促进效果存在差异性。禾本科作物主要表现为萌发速率提升（时间缩短3-5天），而茄科作物则更显著体现于抗病性增强（灰霉病发生率降低40%）。这种差异性与种皮厚度及内部抗氧化系统构成密切相关。

技术挑战与前景

当前NTP应用仍面临设备规模化、处理参数标准化等挑战。未来研究重点将集中于开发便携式NTP装置，建立作物特异性处理协议，以及深化RONS与植物细胞互作机制研究。该技术的成熟应用将为全球粮食安全提供创新解决方案，推动农业生产向减少化学投入、环境友好的可持续发展模式转型。