Food poisoning affects one in six Americans every year caused by rotting meat and vegetables, dirty water and unhygienic kitchens. But a new technique using just electricity and water could one day make food safer, without damaging the environment. Researchers claim that tiny nano-sized droplets of electrically charged water filled with free radicals could be sprayed onto food to kill pathogens lurking on the surface. Researchers claim that tiny nano-sized droplets of electrically charged water filled with free radicals, could be sprayed onto fruit and vegetables, to kill pathogens lurking on the surface (illustrated) Scientists at Harvard University in Cambridge, Massachusetts believe that with more research, droplets called Engineered Water Nanostructures (EWNS) could replace current methods used to disinfect food, such as applying mild solutions of bleaches and chlorine. ‘Fruit and vegetables can become contaminated with pathogenic microorganisms anywhere in their production chain, starting from the field or orchard, during harvest, transport, processing, distribution, and marketing, or during preparation in food-service establishments and in the home(from farm to fork route),’ the scientists write in their study, published in the journal of Environmental Science and Technology. ‘Possible pathogen sources include contaminated irrigation water, animals, birds, insects, soil, manure, and infected workers/food handlers.’ Depending on how long fruit and vegetables were exposed to the spray of nanoparticles, lab tests showed that between 80 and 98 per cent of bacteria were destroyed. An SEM image of E. coli is shown . Think of food poisoning and you may immediately consider raw meat to be the culprit. But raw or minimally processed fruit and vegetables can be a source of pathogenic microorganisms, such as bacteria, viruses, and parasites the study said. Every year in the US, approximately 48 million people get sick, 128,000 are hospitalised, and 3,000 die of foodborne diseases. Between 1990 and 2005, contaminated fresh produce accounted for 13 per cent of all reported food borne outbreaks and for 21 per cent of reported illnesses. In Europe, fresh produce of non-animal origin accounted for 10 per cent of the outbreaks, 26 per cent of the cases, 35 per cent of the hospitalisations, and 46 per cent of deaths between years 2007−2011, according to the European Food Safety Authority (EFSA). To create the charged droplets, which measure just 25 nanometres, the team led by Philip Demokritou, sprayed water though a strong electrical field - a technique known as electrospraying. The water molecules split into hydroxyl and superoxide radicals, which are usually unstable, Environmental Technology reported. But in the electrospray, a thin layer of charged water captures the radicals and stabilises them. The electrical charge serves to boost each droplet’s surface tension so that it stops the radicals evaporating. ‘EWNS possess unique properties; they are 25 nm in diameter, remain airborne in indoor conditions for hours, contain Reactive Oxygen Species and have very strong surface charge,’ the study said. To test the efficiency of process, three strains of bacteria known to cause illness - E. coli, Salmonella and Listeria - were applied to tomatoes and stainless steel surfaces. Tomatoes were then sprayed with nanoparticles in an enclosed chamber for between 30 and 45 minutes, while the steel samples were exposed for 15 to 45 minutes. Scientists believe that with more research, droplets called Engineered Water Nanostructures (EWNS) could replace current methods used to disinfect food, such as applying mild solutions of bleaches and chlorine. They tested their technique on tomatoes (stock picture shown) Depending on how long fruit and vegetables were exposed to the spray of nanoparticles, lab tests showed that between 80 and 98 per cent of bacteria were destroyed. The study added: ‘The results presented here indicate that this novel, chemical-free, and environmentally friendly intervention method holds potential for development and application in the food industry, as a “green” alternative to existing disinfection methods.’ The scientists claim that the charged water does not change the taste or texture of food. However, it could be years before it can be used to treat produce sold in supermarkets because current rules stipulate that treatments must kill 99.999 per cent of bacteria.
Experts made droplets using electrically charged water and free radicals .
Sprayed onto fruit and vegetables, they can kill up to 98% of bacteria .
E. coli, Salmonella and Listeria were tested in the experiment on tomatoes .
The method could one day replace current ways of disinfecting food .
הרעלת מזון משפיעה על אחד מכל שישה אמריקאים מדי שנה הנגרמת על ידי בשר וירקות נרקבים, מים מלוכלכים ומטבחים לא היגייניים. אבל טכניקה חדשה המשתמשת רק בחשמל ובמים יכולה יום אחד להפוך את המזון לבטוח יותר, מבלי לפגוע בסביבה. חוקרים טוענים שניתן לרסס על מזון טיפות זעירות בגודל ננו של מים טעונים חשמלית מלאים ברדיקלים חופשיים כדי להרוג פתוגנים האורבים על פני השטח. חוקרים טוענים שניתן לרסס טיפות זעירות בגודל ננו של מים טעונים חשמלית מלאות ברדיקלים חופשיים על פירות וירקות, כדי להרוג פתוגנים שאורבים על פני השטח (בציור) מדענים מאוניברסיטת הרווארד בקיימברידג', מסצ'וסטס מאמינים שעם מחקר נוסף, טיפות הנקראים ננו-מבני מים מהונדסים (EWNS) יכולים להחליף את השיטות הנוכחיות המשמשות לחיטוי מזון, כמו יישום תמיסות עדינות של אקונומיקה וכלור. "פירות וירקות עלולים להזדהם במיקרואורגניזמים פתוגניים בכל מקום בשרשרת הייצור שלהם, החל מהשדה או המטע, במהלך הקציר, ההובלה, העיבוד, ההפצה והשיווק, או במהלך ההכנה במפעלי שירותי מזון ובבית (מהחווה להתפצל מסלול),' כותבים המדענים במחקרם, שפורסם בכתב העת של Environmental Science and Technology. "מקורות פתוגניים אפשריים כוללים מי השקיה מזוהמים, בעלי חיים, ציפורים, חרקים, אדמה, זבל ועובדים/מטפלים במזון נגועים." תלוי כמה זמן נחשפו הפירות והירקות לריסוס של ננו-חלקיקים, בדיקות מעבדה הראו שבין 80 ל-98 אחוז מהחיידקים הושמדו. מוצגת תמונת SEM של E. coli. חשבו על הרעלת מזון ואולי תחשבו מיד על בשר נא כאשם. אבל פירות וירקות גולמיים או מעובדים באופן מינימלי יכולים להיות מקור למיקרואורגניזמים פתוגניים, כמו חיידקים, וירוסים וטפילים לפי המחקר. מדי שנה בארה"ב, כ-48 מיליון אנשים חולים, 128,000 מאושפזים ו-3,000 מתים ממחלות המועברות במזון. בין 1990 ל-2005, תוצרת טרייה מזוהמת היוו 13 אחוזים מכלל התפרצויות המזון המדווחות ול-21 אחוז מהמחלות המדווחות. באירופה, תוצרת טרייה שמקורה לא מן החי היוותה 10 אחוז מההתפרצויות, 26 אחוז מהמקרים, 35 אחוז מהאשפוזים ו-46 אחוז ממקרי המוות בין השנים 2007-2011, על פי ה-European Food רשות הבטיחות (EFSA). כדי ליצור את הטיפות הטעונות, שגודלן 25 ננומטר בלבד, הצוות בראשותו של פיליפ דמוקריטו ריסס מים דרך שדה חשמלי חזק - טכניקה המכונה ריסוס אלקטרו. מולקולות המים מתפצלות לרדיקלים של הידרוקסיל וסופראוקסיד, שהם בדרך כלל לא יציבים, כך דיווחה טכנולוגיה סביבתית. אבל באלקטרוספריי שכבה דקה של מים טעונים לוכדת את הרדיקלים ומייצבת אותם. המטען החשמלי משמש להגביר את מתח הפנים של כל טיפה, כך שהוא עוצר את אידוי הרדיקלים. ל-EWNS יש תכונות ייחודיות; הם בקוטר של 25 ננומטר, נשארים באוויר בתנאי פנים במשך שעות, מכילים מיני חמצן תגובתיים ויש להם מטען פני שטח חזק מאוד", נכתב במחקר. כדי לבחון את יעילות התהליך, שלושה זנים של חיידקים הידועים כגורמים למחלות - E. coli, Salmonella ו- Listeria - יושמו על עגבניות ומשטחי נירוסטה. לאחר מכן רוססו עגבניות עם ננו-חלקיקים בתא סגור במשך בין 30 ל-45 דקות, בעוד שדגימות הפלדה נחשפו למשך 15 עד 45 דקות. מדענים מאמינים שעם מחקר נוסף, טיפות הנקראות ננו-מבני מים מהונדסים (EWNS) יכולות להחליף את השיטות הנוכחיות המשמשות לחיטוי מזון, כמו יישום תמיסות עדינות של אקונומיקה וכלור. הם בדקו את הטכניקה שלהם על עגבניות (תמונת מלאי מוצגת) תלוי כמה זמן פירות וירקות נחשפו לריסוס של ננו-חלקיקים, בדיקות מעבדה הראו שבין 80 ל-98 אחוז מהחיידקים הושמדו. המחקר הוסיף: "התוצאות המוצגות כאן מצביעות על כך ששיטת התערבות חדשה, נטולת כימיקלים וידידותית לסביבה, טומנת בחובה פוטנציאל לפיתוח ויישום בתעשיית המזון, כחלופה "ירוקה" לשיטות חיטוי קיימות." המדענים טוענים כי המים הטעונים אינם משנים את הטעם או את מרקם המזון. עם זאת, עשויות לחלוף שנים עד שניתן יהיה להשתמש בו לטיפול בתוצרת הנמכרת בסופרמרקטים מכיוון שהכללים הנוכחיים קובעים שטיפולים חייבים להרוג 99.999 אחוז מהחיידקים.
מומחים יצרו טיפות באמצעות מים טעונים חשמלית ורדיקלים חופשיים.
מרוסס על פירות וירקות, הם יכולים להרוג עד 98% מהחיידקים.
E. coli, Salmonella ו- Listeria נבדקו בניסוי על עגבניות.
השיטה תוכל יום אחד להחליף את הדרכים הנוכחיות לחיטוי מזון.