Effect of supply gas type and concentration on maintaining freshness of agricultural products by atmospheric low temperature plasma

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K05845
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 荒木 徹也 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (40420228)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 根井 大介 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品研究部門, 主任研究員 (70466001) ; 五月女 格 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (90469833)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 大気圧低温プラズマ / 農産物 / 供給ガス / 電子スピン共鳴分光法 / 抗菌活性

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題の核心をなす学術的な問いの一つは「供給ガスの種類および濃度を変化させて生成されたマルチガスプラズマバブル水の物理化学的特性とはどのようなものか」であり、上記の学術的問いが実験的研究を通して解明されるならば、マルチガスプラズマバブル水を農産物の収穫後洗浄処理に適用することを想定した場合に、「大気圧低温プラズマによる農産物の鮮度保持効果に及ぼす供給ガスの種類と濃度の影響はどのようなものか」という本研究課題に直結する学術的な問いが導かれる。そこで今年度は、大気圧低温プラズマ照射装置におけるプラズマ照射条件を9kVと16kHz、供給ガスの種類および濃度条件を酸素100%、窒素100%にそれぞれ設定し、生成されたマルチガスプラズマバブル水の物理化学的特性についてpHメータ、酸化還元電位計、UV-Vis分光光度計、オゾン濃度測定、およびラジカルの電子スピン共鳴（ESR: Electron Spin Resonance）測定等の方法によりプラズマバブリングの抗菌活性について実験的に検討した。大腸菌O-157とラクトコッカスラクチスを酸素100%の条件下で血漿バブリングで処理すると、5分以内に細菌数が10の8乗のオーダーで減少した。また、一重項酸素とヒドロキシルラジカルの存在が電子スピン共鳴（ESR）分光法により確認された。溶存オゾンと過酸化水素も、処理後に観察および定量化された。一方、窒素100%の条件下でのプラズマバブリング処理では、両者の細菌数の減少は見られなかった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

今年度の研究進捗状況の若干の遅れは、新型コロナウイルス感染症の蔓延防止対策に伴う大学と研究機関との間の移動制限によるものである。

Strategy for Future Research Activity

今年度は、現在までに得られている研究成果を国内外の関連学会で発表するとともに、英文誌に投稿する予定である。また、本研究課題に関連する基礎実験を担当している博士課程学生の博士論文作成に向けて鋭意取り組む所存である。

Causes of Carryover

新型コロナウイルス感染症の蔓延防止措置による大学と研究機関の間の移動制限措置により実験が遅れ、その結果として今年度は学会発表や論文公表に至らなかった。来年度は現在までに得られた研究成果をもとに国内外での学会発表や国際誌への論文投稿を積極的に推進する計画である。