Els científics desenvolupen un dispositiu UV-C per al sanejament dels aliments provocat pel llamp

El Tribo-sanitizer és un dispositiu autoalimentat que utilitza una làmpada UVC per inactivar els bacteris que causen malalties transmeses pels aliments en productes frescos, envasos d'aliments i superfícies.

Foto de Fred Zwicky

CHAMPAIGN, Illinois - Científics de la Universitat d'Illinois Urbana-Champaign han desenvolupat un dispositiu portàtil i autoalimentat ultraviolat-C anomenat Tribo-sanitizer que pot inactivar dos dels bacteris responsables de moltes malalties i morts per aliments.

L'equip incloïa, des de l'esquerra, l'estudiant de doctorat Zachary (Zhenhui) Jin, el professor de seguretat alimentària i enginyeria Yi-Cheng Wang i l'estudiant de postgrau Longwen Li.

Foto de Fred Zwicky

La làmpada UVC del Tribo-sanitizer s'alimenta mitjançant l'efecte triboelèctric: l'electricitat que es genera quan dos materials diferents entren en contacte. En proves, el Tribo-sanitizer va inactivar amb èxit dos bacteris potencialment mortals transmesos per aliments, Escherichia coli O157:H7 i Listeria monocytogenes, principalment danyant el seu ADN, segons les troballes publicades a la revista Nano Energy.

Els bacteris seleccionats com a objectius de prova són dues de les causes més comunes de brots greus de malalties transmeses pels aliments als Estats Units. Escherichia coli produeix toxines que poden causar rampes abdominals greus, febre, diarrea amb sang i insuficiència renal, i Listeria monocytogenes pot causar listeriosi, que té el les taxes més altes d'hospitalització i mortalitat de qualsevol malaltia transmesa pels aliments.

L'equip va avaluar la capacitat de descontaminació del Tribo-sanitizer amb bacteris en líquids i en tres sòlids: peles fresques de poma, enciam romaní i tereftalat de polietilè, conegut comunament com a PET, un material popular per a envasos d'aliments i begudes.

Els resultats van indicar que el Tribo-sanitizer tenia un fort potencial per complir els estàndards de desinfecció de l'Administració d'Aliments i Medicaments. Concretament, el dispositiu "va aconseguir reduccions d'almenys un 99,999% en la soca d'E. coli en solució tampó i en PET, demostrant l'excel·lent capacitat de descontaminació del Tribo-sanitizer", va dir l'autor corresponent Yi-Cheng Wang, professor de seguretat alimentària i enginyeria. .

Pel que fa als productes, el dispositiu va aconseguir reduccions més petites però encara útils d'aproximadament un 99,98% per als bacteris E. coli i un 99,9% per a L. monocytogenes a les pells de poma, i un 99,8% per a E. coli i un 98% per a L. monocytogenes a l'enciam romaní. , segons el document.

Aquests resultats "són comparables als reportats en altres estudis que van utilitzar llum UV amb una font d'energia comercial per a la descontaminació de productes frescos", va dir l'estudiant de doctorat Zachary (Zhenhui) Jin, que va ser el co-primer autor del document amb l'antic alumne Fujunzhu. Zhao. L'estudiant de postgrau Longwen Li també va participar en l'estudi.

La font d'energia triboelèctrica del Tribo-sanitizer pot convertir l'energia mecànica del medi ambient, per exemple, dels moviments humans i del vent, que d'altra manera es malgastaria, per això l'equip d'investigació la descriu com a "autoalimentada", va dir Wang.

Un buit d'aire que l'equip va incorporar al disseny de la seva font d'energia triboelèctrica imita

llamps desglossant l'aire electrostàticament. Aquesta innovació va augmentar la sortida del Tribo-sanitizer a més de 4,000 volts i va augmentar notablement la brillantor de la seva làmpada UVC, segons l'estudi.

Tot i que les tecnologies basades en la llum com la làmpada Tribo-sanitizer "poden ser molt efectives quan les superfícies estan directament exposades a la font de llum", Wang va dir que és possible que no descontaminen adequadament les àrees que no estan directament il·luminades, com ara superfícies irregulars o rugoses d'enciams i peles de poma. .

"Això es podria solucionar incorporant altres mètodes de descontaminació o utilitzant múltiples fonts de llum en diferents angles", va dir. "Aquesta és una de les direccions futures en què estem treballant. I si s'incorpora correctament a les instal·lacions existents, com ara unitats de transport o emmagatzematge, el Tribo-sanitizer podria proporcionar una descontaminació contínua a tota la cadena de subministrament sense necessitat d'energia comercial".

Tot i que el temps necessari per aconseguir una reducció del 99,999% dels bacteris E. coli va ser llarg (actualment 90 minuts), Jin va dir que el potencial del dispositiu per aconseguir una descontaminació contínua, com per exemple als camions a l'autopista, significa que aquest temps prolongat no hauria de ser vist com un gran inconvenient. L'equip segueix els seus esforços per millorar el Tribo-sanitizer, i "es pot esperar que aquest temps sigui molt més curt en el futur", va dir.

Segons l'Organització Mundial de la Salut, les malalties transmeses pels aliments afecten gairebé 600 milions de persones cada any, provocant 420,000 morts. El cost econòmic de fer front a les conseqüències de la contaminació dels aliments és de més de 15.600 milions de dòlars anuals als EUA i de 110.000 milions de dòlars als països d'ingressos baixos i mitjans, segons les estimacions del Departament d'Agricultura dels EUA i l'OMS, respectivament. Wang va dir que el Tribo-sanitizer representa un nou mitjà per alleujar aquests problemes.

Els consumidors podrien utilitzar els desinfectants Tribo a casa per desinfectar superfícies, aliments i més perquè "el cost estimat dels materials utilitzats per construir el dispositiu és inferior a 70 dòlars", va dir Jin.

El caràcter autoalimentat del dispositiu també li dóna "un potencial excel·lent per al seu ús en entorns amb pocs recursos, com ara zones de desastres naturals i zones de conflicte on no hi ha electricitat o no és fiable", va dir Li.

A més de mitigar els problemes de seguretat alimentària, aquests dispositius també podrien ser útils per abordar problemes de salut pública, com ara preparar i respondre a noves pandèmies, va dir Wang.

La investigació va ser finançada parcialment per l'Institut Nacional d'Alimentació i Agricultura de l'USDA, el Centre de recursos hídrics d'Illinois i el Centre de subvencions de Sun Regional North Central.

El suport a l'inici va ser proporcionat per la universitat; el Col·legi de Ciències Agràries, del Consum i del Medi Ambient; i el departament de ciència dels aliments i nutrició humana.

/ Comunicació pública. Aquest material de l'organització/autor/s originari pot ser de naturalesa puntual i editat per a la claredat, l'estil i la durada. Mirage.News no adopta posicions ni bàndols institucionals, i totes les opinions, posicions i conclusions expressades aquí són exclusivament dels autors.