自古以来，啤酒一直是人类的重要食物来源，尽管其确切起源难以确定。根据保存下来的文物，最早的啤酒厂出现在古埃及、美索不达米亚和中国，时间约为公元前6000至3000年（Raihofer, Zarnow, Gastl, and Hutzler, 2022）。大麦的种植在欧洲也有悠久的历史，在欧盟仍是一种稳定的农产品，2022年的产量达到了5197万吨。斯洛伐克在麦芽的生产和销售方面以出口为导向，国内麦芽消费量仅占总量的15%至16%，其余均用于出口。由于气候变化等原因，大麦种植面积的减少可能威胁到麦芽的供应，进而影响啤酒生产（Briggs, 1998; Mallett, 2014）。因此，寻找高效且环保的生物技术方法来提高麦芽的产量和质量显得尤为重要。
目前，大麦麦芽的生产过程采用传统方法，包括四个步骤。第一步也是最关键的一步是“浸渍”：将大麦籽粒浸泡在水中，然后进行空气干燥，使籽粒内部水分增加。这一过程通常持续24至48小时，具体时间取决于籽粒的种类和大小。吸收的水分激活了已存在的酶，并促进新酶的合成。第二步是发芽过程，由浸渍和种子休眠状态的代谢激活引发，导致籽粒内的能量储备（如淀粉）被释放，并促使胚芽和根系的生长（即所谓的“可见发芽”）。第三步是“烘干”，通过高温处理使麦芽脱水，防止进一步发芽。最后一步是去除发芽的部分，即根系和胚芽（Briggs, Boulton, Brookes, and Stevens, 2004）。
现代等离子体技术因其独特性质在多个工业领域得到应用，如医学、材料科学、工程、纺织和聚合物加工以及汽车工业。低温大气压等离子体（CAPP）是一种部分电离的气体，其特征是电子温度与重粒子温度之间存在显著差异。这使得等离子体在不对材料造成显著热损伤的情况下仍能发挥高效的化学和生物活性（Chizoba Ekezie, Sun, and Cheng, 2017）。CAPP的主要特性包括生成活性氧和氮物种（RONS）、紫外线辐射以及带电粒子，这些特性使其能够有效进行表面处理、去污和材料活化。由于不需要真空设备，CAPP易于集成到工业生产过程中（Attri, Ishikawa, Okumura, Koga, and Shiratani, 2020; Bari, Nazuka, Sabina, Todoriki, and Isshiki, 2003; Randeniya and De Groot, 2015; Ranieri et al., 2020; Weltmann et al., 2019）。多项研究证实，CAPP能够促进多种种子和谷物的发芽、植物生长和发育（Alves-Junior, De Oliveira Vitoriano, Da Silva, De Lima Farias, and De Lima Dantas, 2016; Bormashenko, Grynyov, Bormashenko, and Drori, 2012; Da Silva et al., 2017; Dobrin, Magureanu, Mandache, and Ionita, 2015; Judée, Simon, Bailly, and Dufour, 2018; Ling, Jiangang, Minchong, Chunlei, and Yuanhua, 2015; Mihai, Dobrin, Magureanu, and Popa, 2014; ?erá et al., 2012; ?vubová et al., 2020, ?vubová et al., 2021; Tong et al., 2014; Zhou, Huang, Yang, and Chen, 2011）。这些研究表明，CAPP在农业领域也有巨大潜力。本研究探讨了在常温空气中使用DCSBD放电产生的CAPP对大麦生理和早期发育过程的影响（?ernák, ?ernáková, Hudec, Ková?ik, and Zahoranová, 2009）。先前的研究指出，CAPP对种子/谷物的积极作用与等离子体诱导的生物化学和激素调节机制密切相关。在细胞水平上，等离子体处理产生的活性氧和氮物种能够触发植物的抗逆反应（Adhikari, Adhikari, Ghimire, Park, and Choi, 2019; Judée et al., 2018）。这些活性物质可调节谷物内的氧化还原平衡，改变酶活性、膜通透性和代谢过程。
从激素角度来看，发芽过程受到脱落酸（ABA）和赤霉素（GA）的调控：ABA维持种子休眠状态，而GA通过诱导α-淀粉酶等水解酶促进发芽。尽管只有少数研究直接测量了等离子体处理后ABA和GA的变化，但多项研究表明等离子体处理可能改变ABA与GA的平衡，有利于发芽（Le et al., 2022; Milda?ien? et al., 2019）。等离子体处理后发芽速率的提高（Bormashenko et al., 2012; ?vubová et al., 2020）可能与ABA信号传导减弱或GA生物合成增强有关。转录组和酶学研究显示，等离子体处理后与碳水化合物代谢和淀粉分解相关的基因表达上调。此外，等离子体诱导的氧化信号能激活植物的抗逆机制，包括抗氧化酶（超氧化物歧化酶、过氧化物酶）和参与呼吸代谢的脱氢酶（Adhikari et al., 2019; ?vubová et al., 2021）。这些抗逆反应类似于自然种子预处理过程中的现象，有助于加快储存物质的释放和α-淀粉酶的合成。
综上所述，早期研究表明CAPP处理不仅是一种物理表面修饰或杀菌技术，更是通过调节谷物内的氧化还原信号、激素平衡和酶活性来发挥作用的生物化学和生理调节剂。基于现有研究，我们推测CAPP可以影响大麦中的内源性ABA和GA动态及代谢过程，从而增强酶活性和淀粉分解。此外，CAPP还能清除籽粒表面的微生物，生产出更纯净的生物技术产品。
