低温等离子体消毒技术去除水培作物中的大肠杆菌

由日本名古屋大学和明治大学的研究人员领导的一个小组开发了一种消毒技术，该技术利用电力产生的低温等离子体来培育环保的水培作物。这项创新技术在不使用化肥的情况下对作物进行杀菌，促进植物生长。他们的发现发表在《环境技术与创新》杂志上

在水培农业中，农民通过为根部提供营养液来种植植物。然而，营养液可能会感染致病性大肠杆菌菌株，污染作物并导致食源性疾病

为了避免这个问题，农民在种植前和种植过程中使用化学处理对营养液进行消毒。在这个过程中，营养液会被替换掉。不幸的是，这可能会危害环境，因为这些化学品在生产过程中会污染水并产生温室气体排放

“我们的研究结果提出了一种全新的消毒方法，”作者、明治大学的伊藤正文教授说。“我们的技术可以潜在地减少使用化石燃料的杀虫剂的生产、环境污染和残留物。”

该团队的技术使用等离子体进行杀菌，而不是农用化学品。等离子体是一种带有小电荷的气体，称为离子和电子，其中含有电中性反应粒子。该团队使用等离子体发生器制造了低温等离子体

他们的方法针对肥料中的氨基酸色氨酸，这对植物生长发育至关重要。当营养液被等离子体照射时，等离子体的电子产生氧自由基，即高度不稳定的氧颗粒，然后产生色氨酸自由基

尽管植物仍然可以在代谢中使用改变的色氨酸，但自由基会使大肠杆菌中参与碳代谢的酶失活。代谢组学分析揭示了对细菌生存至关重要的糖酵解和三羧酸回路的失活，以及关键酶GAPDH的失活。其结果是在更短的时间内使作物不育，这是比传统使用的基于化学的技术的主要优势

“我们开发了一种使用氧自由基的杀菌技术，这是一种很有前途的现代水培营养液卫生控制技术，”主要作者、名古屋大学低温等离子体科学中心的石川贤二教授说

“由于可持续发展目标和绿色战略限制了化学农药的使用，我们的创新技术可以用于杀菌，只需将含有氮、氧和水蒸气的大气转化为基于自然能源获得的电能的低温等离子体。这项技术有望推动技术发展，实现消除化石燃料和减少温室气体的目标。