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Novel function control of plant and marine products by pulsed power and its scientifically deepening

脉冲电源对植物和海洋产品的新功能控制及其科学深化

基本信息

批准号：
19H05611
负责人：
高木浩一
金额：
$ 127.38万
依托单位：
Iwate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-06-26 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、昨年度実施した電界・プラズマ作用場の創出およびその時空間制御やプロトタイプの反応場を用いて実施した生体反応の基礎的な特性の把握をもとに、植物の生体反応・生理活性やたんぱく質構造変化などの詳細の解明を進めた。電界・プラズマによる植物の活性制御とその機序解明では、これまで開発した低電力パルスパワー電源やプラズマリアクターを利用して、パルス電場やプラズマ照射後の植物発芽・生長促進、また防病機構の活性化、光合成活性化などについて、種子や植物体のレドックス変移や発現遺伝子解析などを通して機序を調べた。その結果、種子へのプラズマ照射は抗酸化活性の増加、メチル化の抑制（エピジェネティクス）、クロロフィルの増加、光合成の増加、貯水性の向上、ATP合成増加、葉面積の増加に至ることがわかった。葉へのプラズマ照射は、葉へのストレスからタンパク質の修復のための酵素増産などで生長は減少することがわかった。葉への電界印加は、0.1kV/cmで生長促進、1.0kV/cmで生長阻害につながる。生長促進に最適な電界では葉の気孔開口度も優位に増加することがわかった。鮮度保持・食品機能性制御においては、卵白アルブミンを用いた実験により、パルス電界印加でエピトープの位置が変化して抗体との結合が増えるなど、構造変化を促すことが確認できた。またこの変化は二次構造の変化を伴わないこともわかった。魚介類を対象とした評価は、ホタテの心拍数が1.0kV/cmの電場環境下では有意に減少することなどが明らかになっている。これらの成果は、Nature Springer発刊の専門書や、学会が刊行する解説論文として周知するなど、社会還元も並行して進めている。

This year, we have implemented the electric field, the time space control, the reaction field, the application of the biological reaction, the understanding of the basic characteristics of the biological reaction, the physiological activity and the structural transformation of the plant. The mechanism of plant activity control by electric field irradiation is clarified, and the mechanism of plant germination, growth promotion, disease prevention mechanism activation, photosynthesis activation, seed and plant body transformation and development of seed and plant body is adjusted. The results showed that the seed anti-acidification activity increased, the inhibition of acidification, the increase of photosynthesis, the increase of water storage capacity, the increase of ATP synthesis, and the increase of leaf area. The leaves are irradiated, the leaves are irradiated, the enzymes are produced, and the growth is reduced. 0.1kV/cm for growth promotion and 1.0kV/cm for growth inhibition. Growth promotion is the most appropriate way to increase the opening of the leaf. Freshness preservation, food functional control, protein loss, protein loss The secondary structure is transformed into the secondary structure. For fish, it is clear that the beat rate of a hotel is intentionally reduced in an electric field environment of 1.0 kV/cm. The results of this study are published in Nature Springer, published in the Society, and published in the Society.

项目成果

期刊论文数量（340）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Inactivation of Aspergillus sp. spores on whole black peppers by nonthermal plasma and quality evaluation of the treated peppers

DOI：
10.1016/j.foodcont.2018.10.023
发表时间：
2019-03
期刊：
Food Control
影响因子：
6
作者：
Takanori Tanino;Takuya Arisaka;Y. Iguchi;M. Matsui;T. Ohshima
通讯作者：
Takanori Tanino;Takuya Arisaka;Y. Iguchi;M. Matsui;T. Ohshima

Ethylene Induced Flower Opening, Expression of Receptor Genes, and Antioxidant Defensive Responses in Cut Roses

DOI：
10.1134/s1021443720040081
发表时间：
2020-07
期刊：
Russian Journal of Plant Physiology
影响因子：
1.4
作者：
F. Khatami;F. Najafi;F. Yari;R. Khavari-nejad;K. Takaki;T. Okumura;K. Takahashi
通讯作者：
F. Khatami;F. Najafi;F. Yari;R. Khavari-nejad;K. Takaki;T. Okumura;K. Takahashi

Influence of waveform of applied voltage on H2 production from methane reforming using dielectric barrier discharge

施加电压波形对介质阻挡放电甲烷重整制氢的影响

DOI：
10.1109/tps.2020.3028394
发表时间：
2021
期刊：
IEEE Transactions on Plasma Science
影响因子：
1.5
作者：
T. Miura;K. Takahashi;K. Takaki;and Y. Nisida
通讯作者：
and Y. Nisida

帯電とクーロン力の農水食利用～植物生長促進や農産物鮮度保持・食品加工～

静电电荷和库仑力在农业、水和食品中的利用〜促进植物生长、农产品保鲜、食品加工〜

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
電気学会誌
影响因子：
0
作者：
Martynov Alexander G.;Horii Yoji;Katoh Keiichi;Bian Yongzhong;Jiang Jianzhuang;Yamashita Masahiro;Gorbunova Yulia G.;高木浩一，王斗艶
通讯作者：
高木浩一，王斗艶

Removal of volatile organic compounds in distillation steam by DBD decomposition treatment for water recycling in fermentation industry

DBD分解处理去除蒸馏蒸汽中的挥发性有机化合物用于发酵工业水循环利用