Az illinois-i Urbana-Champaign Egyetem tudósai kifejlesztettek egy hordozható, saját energiával működő ultraibolya-C készüléket, a Tribo fertőtlenítő berendezést, amely képes ártalmatlanítani két olyan baktériumot, amelyek számos élelmiszer eredetű megbetegedésért és halálesetért felelősek.
A Tribo-sanitizer UVC-lámpája a triboelektromos hatás segítségével, azaz két különböző anyag érintkezésekor keletkező elektromossággal működik. A tesztek során a Tribo-sanitizer sikeresen hatástalanított két potenciálisan halálos élelmiszer-baktériumot, az Escherichia coli O157:H7 és a Listeria monocytogenes baktériumokat, elsősorban azok DNS-ének károsítása révén – olvasható a Nano Energy című folyóiratban közzétett eredményekben.
A vizsgálati célpontnak választott baktériumok az Egyesült Államokban a súlyos élelmiszer eredetű megbetegedések két leggyakoribb okozója. Az Escherichia coli toxinokat termel, amelyek súlyos hasi görcsöket, lázat, véres hasmenést és veseelégtelenséget okozhatnak, a Listeria monocytogenes pedig listeriózist okozhat, amely az élelmiszer eredetű megbetegedések közül a legmagasabb kórházi kezelési és halálozási arányt eredményezi.
Meggyőző hatás
A csoport a Tribo készülék fertőtlenítő képességét folyadékban és három szilárd anyagon – friss almahéjon, római salátán és polietilén-tereftaláton, közismert nevén PET-en, amely az élelmiszer- és italcsomagolás népszerű anyaga – lévő baktériumok esetében vizsgálta.
„Az eredmények azt mutatták, hogy a Tribo fertőtlenítő készítmény nagymértékben képes megfelelni az Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatal fertőtlenítési előírásainak. Pontosabban, az eszköz legalább 99,999%-os mértékű csökkentést ért el a pufferoldatban és a PET-en lévő E. coli törzs esetében, ami bizonyítja a Tribo-sanitizer kiváló fertőtlenítő képességét” – nyilatkozta Yi-Cheng Wang, az élelmiszerbiztonság és a műszaki tudományok professzora.
Az eszköz a termékeken kisebb, de még mindig hatékony csökkentést ért el, az E. coli baktérium esetében 99,98%-ot, az almahéjon 99,9%-ot az L. monocytogenes baktériumra, a római salátán pedig 99,8%-ot az E. coli baktériumra és 98%-ot az L. monocytogenes baktériumra – olvasható a tanulmányban.
„Ezek az eredmények összehasonlíthatóak azokkal, amelyekről más tanulmányokban számoltak be, amelyekben UV-fényt használtak a kereskedelemben kapható áramforrással a friss termékek fertőtlenítésére” – mondta Zachary (Zhenhui) Jin doktorandusz, aki Fujunzhu Zhao doktorandusszal együtt a publikáció társszerzője volt. A tanulmányban részt vett Longwen Li végzős hallgató is.
„A Tribo-sanitizer triboelektromos energiaforrása képes átalakítani a környezetből – például az emberek mozgásából és a szélből – származó mechanikus energiát, amely egyébként kárba veszne, ezért a kutatócsoport önműködőnek minősíti” – jelentette ki Wang.
A csapat által a triboelektromos erőforrás kialakításába épített légrés utánozza a villám működését. Ez az innováció a tanulmány szerint több mint 4000 voltra növelte a Tribo-sanitizer teljesítményét, és jelentősen megnövelte az UVC-lámpa fényerejét.
Egyenetlen felületeken nem tökéletes
Míg a Tribo-sanitizer lámpájához hasonló fényalapú technológiák „nagyon hatékonyak lehetnek, amikor a felületek közvetlen fényforrásnak vannak kitéve”, Wang szerint nem biztos, hogy megfelelően fertőtlenítik a nem közvetlenül megvilágított területeket, például a saláták és almahéjak egyenetlen vagy érdes felületeit.
„Ezt más fertőtlenítési módszerek beépítésével vagy több, különböző szögben elhelyezett fényforrás alkalmazásával lehetne megoldani – mondta. – Ez az egyik jövőbeli irány, amelyen dolgozunk. És ha megfelelően beépítik a meglévő berendezésekbe, például a szállítási vagy tárolóegységekbe, a Tribo fertőtlenítő potenciálisan folyamatos fertőtlenítést biztosíthatna az egész ellátási láncban, anélkül hogy ahhoz bármilyen hálózati energiaforrásra lenne szükség.”
Bár az E. coli baktériumok 99,999%-os csökkentéséhez szükséges idő hosszú – jelenleg 90 perc –, Jin szerint az eszköz potenciálisan folyamatos fertőtlenítésre képes, például az autópályán közlekedő teherautókon belül, ezért ezt a hosszabb időt nem szabad jelentős hátrányként kezelni. A csapat folytatja munkáját a Tribo tisztítóberendezés tökéletesítésén, így ez az idő a jövőben várhatóan sokkal rövidülni fog.
Az Egészségügyi Világszervezet szerint az élelmiszer eredetű megbetegedések évente csaknem 600 millió embert érintenek, és 420 ezer ember halálát okozzák.
Az élelmiszerfertőzés következményeinek kezelésével járó gazdasági kiadások az Egyesült Államokban évente több mint 15,6 milliárd dollárra, az alacsony és közepes jövedelmű országokban pedig 110 milliárd dollárra rúgnak az amerikai mezőgazdasági minisztérium, illetve a WHO becslései szerint. Wang szerint a Tribo fertőtlenítőszer újszerű eszközt jelent e problémák enyhítésére.
A fogyasztók otthon is használhatnák a Tribo fertőtlenítőt a felületek, élelmiszerek és egyebek fertőtlenítésére, mivel az eszköz megépítéséhez használt anyagok becsült költsége kevesebb mint 70 dollár.
Az eszköz önellátó jellege kiváló lehetőséget biztosít a kis erőforrású környezetben való felhasználásra is, például természeti katasztrófa sújtotta területeken és konfliktusövezetekben, ahol nincs vagy nem megbízható az áramellátás.
Az élelmiszer-biztonsági problémák enyhítése mellett ezek az eszközök hasznosak lehetnek a közegészségügyi problémák kezelésében is, például az új járványokra való felkészülésben és az azokra való reagálásban, mondta Wang.
(Fotó: PublicDomainPictures/Pixabay)
