パルスパワーによる植物・水産物の革新的機能性制御とその学理深化

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19H05611
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 大区分C
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 高木 浩一 岩手大学, 理工学部, 教授 (00216615)
• 研究分担者: 高橋 克幸 岩手大学, 理工学部, 准教授 (00763153) ; 大嶋 孝之 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (30251119) ; 王 斗艶 熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 准教授 (30508651) ; 林 信哉 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (40295019) ; 袁 春紅 岩手大学, 農学部, 教授 (80431336)
• 研究期間 (年度): 2019-06-26 – 2024-03-31
• キーワード: パルスパワー / プラズマ / 生長促進 / 植物 / 食品機能性 / 鮮度保持 / タンパク質立体構造 / ストレス

研究成果の概要

本研究は、時空間制御された電界・プラズマ作用場の創出、その反応場に対する植物の生理活性やたんぱく質構造変化の学理深化を目的としている。時空間制御された電界・プラズマ作用場創出では、SiCデバイスを用いた小型で扱いやすいパルス電源を開発して、プラズマ反応場の時空間発展を明らかにした。植物の活性制御では、パルス電場やプラズマ照射後の植物種子の発芽、生長促進、防病機構、光合成活性化などについて明らかにした。鮮度保持・食品機能性制御においては、卵白アルブミンを用いた実験により、パルス電界印加でエピトープの位置が変化して抗体との結合が増えるなど、構造変化を促すことが確認できた。

自由記述の分野

高電圧パルスパワー工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、パルス電界・プラズマ複合反応場による植物・水産物の革新的機能制御の実現と作用機序の解明を目的として、パルスパワーによる時空間制御された反応場創出、その反応場を活用した植物の生理活性変化の機序解明、農産物や水産物のタンパク構造変化、酵素活性制御などを試みた。研究成果で記載のように、本分野の研究者のためのインフラ的な成果（電源開発、時空間制御プラズマ反応場の創成）や植物や食品と時空間変化する電場の相関性といった新たな学理を立ち上げるに至った。世界先導に関して、Nature Springer社からの専門書の発刊や、レビュー論文の掲載など、社会的にも、学術的にも意義の高い内容となっている。