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＜プレスリリース＞プラズマ照射で農薬を使用せず栽培溶液を”その場殺菌” ～低環境負荷技術を通じた食料安全保障への貢献に期待～（理工学部・伊藤昌文）
- 公開日時：2024.01.05
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プラズマ照射で農薬を使用せず栽培溶液を”その場殺菌”
～～低環境負荷技術を通じた食料安全保障への貢献に期待～
2024年1月5日（金）に名城大学プラズマバイオ応用研究センターの伊藤昌文教授（理工学部）、加藤雅士教授（農学部）、志水元亨准教授（農学部）、西川泰弘准教授（薬学部）らの研究チームは、国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学大学院工学研究科の岩田直幸博士、 同低温プラズマ科学研究センターの堀勝特任教授、田中宏昌教授、石川健治教授らの研究グループとの共同研究における研究成果についてプレスリリースを行いました。
【本研究のポイント】
・低温プラズマで生成した酸素ラジカル注1）を栽培溶液に照射し、農薬を使用せず栽培中に殺菌処理できる“その場殺菌”技術を開発。
・栽培溶液中のアミノ酸のトリプトファン注2）をラジカル化し、大腸菌の代謝異常を誘導できる。
・水耕栽培の溶液処理システムにおける衛生管理の基盤技術として有望である。
【研究概要】
国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学大学院工学研究科の岩田直幸博士、 同低温プラズマ科学研究センターの堀勝特任教授、田中宏昌教授、石川健治教授らの研究グループは、名城大学プラズマバイオ応用研究センターの伊藤昌文教授、加藤雅士教授、志水元亨准教授、西川泰弘准教授らとの共同研究で、低温プラズマで生成した酸素ラジカルを、トリプトファンを含む栽培溶液に照射することで、生成したトリプトファン・ラジカルが大腸菌内の酵素不活性化や代謝異常を誘導する、という“その場殺菌”技術の開発に成功しました。本共同研究グループは、世界に先駆けて、殺菌剤を使わずに電気エネルギーから生成する低温プラズマによる殺菌技術を実現してきました。今回、その技術をさらに発展させ、最新水耕栽培における溶液の衛生管理技術として有望である酸素ラジカルによる殺菌技術の開発に成功しました。
本研究では、SDGsやみどりの食料システム戦略注3）の下で化学農薬が削減・制限される作物生産においても、自然エネルギーから得られた電気エネルギーを元に窒素と酸素、水蒸気を含む大気を低温プラズマ化するだけで、殺菌に利用することができる革新的な技術を実現しました。この技術は、カーボンニュートラルに掲げられる脱化石燃料、温室効果ガス低減の目標に向けた技術開発に貢献することが期待されます。
本研究成果は、2023年12月21日付国際科学雑誌「Environmental Technology & Innovation」に掲載されました。
【用語説明】
注1）酸素ラジカル：
分子が共有する電子対が解離して不対電子もつ酸素原子のこと。ここでは低温プラズマで生成させた高速電子を衝突させることで酸素分子が解離して生成する。
注2）トリプトファン：
芳香族アミノ酸の一種であり、化学式C11H12N2O2であり、ピロール環（四個の炭素と一個の窒素が頂点をもつ五角形を形作る）とベンゼン環（六個の炭素が六角形を形作る）が縮合したインドール環を側鎖にもつ。
注3）みどりの食料システム戦略：
我が国の農林水産省が２０２１年に策定した食料生産の方針のこと。中長期的な観点から、我が国の食料・農林水産業を生産力向上と持続性の両立をイノベーションで実現することを推進し、数値目標に２０５０年までに「化学農薬の使用量を50%低減」、「輸入原料や化石燃料を原料とした化学肥料の使用量を30％低減」を達成することなどが掲げられる。
プレスリリース本文はこちら
https://www.meijo-u.ac.jp/news/asset/7a64307c963afd40c659257ffd5cd60c.pdf
EurekAlert!掲載（2024/02/26）
英文プレスリリースをEurekAlert!に掲載しました。
Low-Temperature Plasma used to remove E. coli from hydroponically grown crops
A group led by researchers at Nagoya University and Meijo University in Japan has developed a disinfection technology that uses low-temperature plasma generated by electricity to cultivate environmentally friendly hydroponically grown crops. This innovative technology sterilizes the crops, promoting plant growth without the use of chemical fertilizers. Their findings appeared in Environmental Technology & Innovations.
https://www.eurekalert.org/news-releases/1035699
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