利用纳米技术增强臭氧的效果
发布时间:2013/4/4 14:34:39  发布人admin

 

 利用气泡杀灭诺如病毒

利用微小的臭氧气泡对诺如病毒进行灭活。无需利用氯气等进行杀菌,处理后的食品味道也更好。这项技术也将用于水质净化、医疗杀菌等方面。

      2003年日本食物中毒的患者数量约为3万人。居首位的病原物质是诺如病毒,其患者数量达到了1.6万人(据日本厚生劳动省的调查)。

       诺如病毒主要潜伏在牡蛎等双壳贝类中。据认为是人体内繁殖的病毒流人大海,然后再被牡蛎等吸收的。特别是在牡蛎消费量增加的冬季,经常发生食物中毒,同时,夏季的岩牡蛎也会造成食物中毒。2004年5月,在日本秋田县、乌取县也检测出诺如病毒,暂时停止了岩牡蛎的上市。因此在牡蛎上市的高峰期,病毒发生海域等信息牵动着相关渔业从业者的神经。

       要消除诺如病毒的传染性,可以对食品进行加热使其中心温度超过85℃保持lmin以上。但是,这样的话用于生食的牡蛎则无法上市了。一般情况下,经常使用氯气类杀菌剂进行杀菌,但是诺如病毒对此有很强的耐药性。如果使用过高浓度的氯气进行杀菌的话,将会影响牡蛎的味道,降低其商品价值。

      因此,新出现的方法是将含有臭氧的空气在水中形成极小的气泡(微泡),通过气泡的作用对诺如病毒进行灭活。

对牡蛎进行两昼夜的臭氧泡浴 利用微泡特有的效果进行杀菌 

  所谓微泡,是指直径50μm 以下的气泡。在1%的盐水中产生含有臭氧的高浓度臭氧气泡,牡蛎只要在中浸泡两昼夜,就能够对病毒进行灭活。诺如病毒由于无法培养,所以难以取得详细的数据,但是,正在从事研究的独立行政法人产业技术综合研究所环境管理研究部门环境流体工学研究小组的高桥正好主任研究员表示:“水中诺如病毒的灭活已经得到确认。

  目前正在等待牡蛎体内病毒灭活的结果报告,对与诺如病毒相似的猫杯状病毒的灭活效果已经得到确认。为什么微泡能够灭活病毒呢?实际上,对其机理还没有完全掌握,但是,高桥主任研究员认为,微泡具有2个不同于普通气泡的特征,与图1中发生的现象有关。其中一个特征是,微泡即使在蒸馏水中也会携带负电荷。 我们知道某些细菌携带正电荷。难道病毒不能同样带正电而被拉到微泡的表面吗“(高桥主任研究员)。

  另一个特征是,微泡会在水中缓慢上升过程中逐渐缩小,在到达水面前消失。由于微泡在缩小时其内部的气体被加压,所以气体中含有的臭氧浓度会随之上升,在气泡消失时会产生大量的自由基(·OH、活性氧)。由于自由基具有杀菌效果,所以会杀灭附着在气泡周围的病毒。

  利用微泡处理过的牡蛎,外观看起来也变得白净(参见图1照片)。记者品尝后感觉没有了臭味和涩味,口感更上乘。在从事水产批发业的霖石水产公司(宫城县桃生郡矢本町、霖石幸三社长) 牡蛎、蚬、蛤仔等上市前在产生含臭氧、氧气微泡的水槽中,将鲜活水产品浸泡两昼夜。处理过的中国产蚬白净丰满、味道好。委托外部检查机构进行检验发现美味成分增加了数倍。由于利用臭氧能够进行杀菌,而所以放弃氯气杀菌,这同时也带来味道的改善 (该公司的霖石信行专务)对此给予高度评价。

氧气泡提高生理活性 鲤鱼和鲷鱼在水中 共同存活1年之久

制作利用微泡的海产品杀菌处理系统的,是从事水处理技术开发的REO研究所(宫城县桃生郡矢本町、龟山隆夫社长)。该所的研究开发室长千叶金夫,在十数年的海水净化研究期间,已经注意到将臭氧、氧气变成微泡状态,会产生很强的净化作用以及提高生物生理活性的效果。但是,由于没有理论上的证据,“当向人们解释说在客户的工厂中利用微泡实现了对排水进行净化时别人认为‘绝对不可轻信’,而没有得到信任”,千叶室长说。

  曾经想过有无什么办法使该技术一目了然,于是有了淡水鱼和咸水鱼的共同养殖。在1% 的盐水中加入氧气微泡、鲷鱼、鲤鱼、鲑鱼等共同存活了将近1年。将此在某些展示会上展出时,引起了人们的关注。虽然他也尚未弄清楚其详细的机理,但千叶室长认为氧气微泡会提高生物的生理活性。

“不消失的泡”——纳米泡  还用于医疗、食品加工等方面

2003年春,产业技术综合研究所的高桥主任研究员通过熟人的介绍与千叶室长进行了会面。“从千叶先生所说的,‘泡是不会消失的’话中,就知道他已经实现了理论上可行的事情,已经拥有关于微泡的了不起的技术”,高桥主任研究员回忆道。

  所谓了不起的技术,是指将微泡变成更小的纳米泡的技术。据说用这种技术产生的气泡能保持更长时间,甚至在水中能够留存长达1个月以上。有关技术的详细内容.由于两人正在共同申请专利而不能透露.但据说是对含有微泡的水施加某种物理刺激,微泡就会变成100~200nm大小的纳米泡。那时,会产生非常多的自由基,对周围存在的难以分解的有害化学物质等进行分解。使用这个方法,对废水处理等都非常有效。

  而且,利用该技术制造的加入臭氧的“纳米泡水”,可以作为具有杀菌效果的水加以利用。在医疗、食品制造等方面都可以看到需求。 “我们计划自己制造臭氧纳米泡水并于近期进行销售。同时,正在研究向大型工程公司提供相关技术用于废水处理的净化系统”,REO研究所的千叶室长说。从事工程学理论研究的产总研和进行实用转化的REO研究所共同携手,开始一起谋求事业的壮大。

  隐藏着诸多未知可能性的臭氧微泡和纳米泡的杀菌能力以及氧气的生理活性效果的应用范围,将会扩展到医疗、食品加工、养殖、畜牧等领域。正因为如此,高桥主任研究员希望:“一定要请生物、医疗等方面的专家一起对其机理进行研究。”

(大屋奈绪子)

备释:

① 食物中毒首要病因诺如病毒:小型球形病毒(SRSV),又叫作诺如病毒,属于杯状病毒科。在日本国内2001年开始,其感染造成的患者数量连续数年居各种病因首位。感染后会出现痢疾、呕吐、发热等症状。虽然没有出现导致死亡等的严重病例,但由于其能够从人传染人,或者是从病毒附着的餐具等物品传染给人,所以感染范围容易扩大。经感染过的患者数量很大,可以说是一种相当麻烦的食物中毒。

② 微泡带负电荷带电情况受水的pH值的影响很大。如果是碱性条件,则带更多的负电荷;如果是强酸性条件,则带正电荷。

③ 对微泡施加物理刺激形成纳米泡根据高桥主任研究员的说法,此前也曾经有过利用冲击波等方法产生纳米泡的事例,但在实用过程中存在诸如效率不高、有危险性等很多难题。而在这次的操作中,很小的动力源就足够了,相比较而言,产生的自由基的数量多出了好几个数量级。

 

来源:《日经生物技术产业》2004.日经BP社

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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