나고야대학과 메이죠대학의 공동연구그룹은 저온플라스마로 생성한 산소라디칼(산소분자가 공유하는 전자쌍이 해리되어 부대전자를 가지는 산소원자)를 조사함으로써 농약을 사용하지 않고 물 경작용 용액을 살균하는 기술을 개발하였다.
수경재배농법은 영양을 포함한 용액을 뿌리에 공급하여 재배함으로써 기후변화의 위험을 극복하고 높은 생산성과 토지나 수자원의 효율적인 이용도 가능하게 하는 지속가능한 식량 생산 시스템으로 주목받고 있다. 그러나, 병해나 부패를 방지하기 위해서 용액에 농약을 사용할 필요가 있고, 용액의 폐기 처리도 과제가 되고 있다.
본 연구 그룹은 전기 에너지로부터 생성되는 저온 플라즈마에 의한 살균제를 사용하지 않는 살균 기술을 세계에 앞서 실현해 왔다. 이번에는 이 기술을 더욱 발전시키고 저온 플라즈마에 의해 생성하는 산소 라디칼을 조사함으로써 새로운 재배 용액의 위생 관리 기술을 개발했다.
양분으로서 아미노산의 하나인 트립토판이 첨가된 재배 용액에 산소 라디칼을 조사하면, 대장균의 증식이 억제된다고 하고 있다. 이때, 대장균의 세포 내에서는 생존에 필수가 되는 해당과정이나 트리카르복실산회로에서 유래하는 대사물에 변화가 보인 것 외에 해당과정 효소의 하나인 GAPDH 효소의 실활이 현저 에서 볼 수 있고, 대사 이상의 발생에 의해 대장균이 사멸하고 있는 것을 알 수 있었다.
산소 라디칼의 조사에 의해 트립토판이 라디칼화하고, 생성한 트립토판 라디칼이 이들 대장균 내의 효소 불활화나 대사 이상을 유도함으로써 살균이 실현된다고 연구 그룹은 생각하고 있다.
또한 트립토판 라디칼은 그 후 포르밀키누렐린(FKYN)을 거쳐 키누렐린(KYN)의 생성에 이르게 된다고 한다. 일한다.
본 기술은 전기 에너지를 바탕으로 대기를 저온 플라즈마화하는 것만으로 살균의 효과를 얻을 수 있기 때문에, 화학농약의 삭감, 탈화석 연료·온실 효과 가스 저감에 공헌하는 것이 기대된다. 또, 재배 기간 중에 용액을 “그 자리 살균”할 수 있기 때문에 폐용액을 대폭 줄일 수 있어, 지속 가능한 작물 생산을 위한 기반 기술로서 실용화를 기대할 수 있다.
