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Mahlzeit / Archiv | Beitrag vom 06.02.2011

Sauber durch Plasma

Von Udo Pollmer

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Salatblatt (Stock.XCHNG / Davide Guglielmo)
Salatblatt (Stock.XCHNG / Davide Guglielmo)

Die Leibniz-Institute in Potsdam-Bornim und Greifswald entwickeln gerade eine neue Konservierungsmethode, die die physikalischen Vorgänge in der Sonne nutzt. Materie kommt in vier verschiedenen Zuständen vor. als Feststoff, als Flüssigkeit und als Gas. Hier geht es um den vierten Aggregatszustand, der nach der gasförmigen Phase erreicht wird: das Plasma.

Es gibt Neues aus der deutschen Lebensmittelforschung: Eine Methode, die es endlich ermöglichen soll, Obst und Gemüse zu entkeimen. Das ist von großer Bedeutung, denn sie sind neben Muscheln und Meeresfrüchten wichtige Ursachen von Lebensmittelinfektionen. Die Keime rühren vor allem von fäkalen Verunreinigungen, namentlich durch Naturdünger. Bisher gibt es keine befriedigenden Verfahren zur Hygienisierung, auch weil die chemischen Methoden Rückstände hinterlassen.

Eine Behandlung mit Plasma soll nun Abhilfe schaffen. Gemeint sind diesmal nicht Bestandteile des Blut-Plasmas wie das Thrombin, das man zum Verkleben von Fleischteilchen nutzt – gemeint ist jenes Plasma, aus dem die Sonne und die Sterne bestehen sollen. Nicht zufällig kommt die Idee vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik. Damit der empfindliche Kopfsalat bei der Behandlung nicht verwelkt, verwendet man statt des millionengradheißen Sonnenplasmas lieber ein irdisches, ein kaltes Plasma. Ein solches dürfen wir Erdlinge übrigens in Form des Polarlichtes bewundern.

Beim Plasma werden die Moleküle ionisiert, beispielsweise durch hohe Temperaturen und hohen Druck. Wenn beides vermieden werden muss, dann tun es auch Blitze mit zehntausend Volt. Oder Mikrowellen mit einigen Kilowatt Leistung. Dabei werden ein paar der Luftmoleküle zerlegt. Es entstehen freie Radikale aus Sauerstoff oder Stickstoff, es bildet sich Ozon und Wasserstoffperoxid, dazwischen schwirren freie Elektronen herum.

Es genügt bereits, wenn ein verschwindend geringer Anteil der Luft ionisiert wird. Diese Mischung macht Keimen aller Art den Garaus – egal ob Bazillen, Viren oder Schimmelpilze. Es wirkt in Sekundenschnelle. Je nach Gas und zugeführter Energie läßt sich die Wirkung des Plasmas steuern. Wenn man das Plasma korrekt dosiert, kann es höheren Lebewesen, beispielsweise menschlichen Zellen nichts anhaben. Man sieht das unter anderem auch daran, dass die Keimfähigkeit von Saatgut erhalten bleibt, ja es wird sogar in Brütereien zur Desinfektion von Bruteiern verwendet.

Mit einer Neuentwicklung, den Plasmajet-Batterien, ist es möglich, auch unregelmäßige Oberflächen mit tiefen Rissen zu desinfizieren. Das Plasma dringt sogar ungehindert durch Textilgewebe. Insofern eignet es sich ideal für Früchte oder Gemüse. Natürlich hinterlässt auch eine physikalische Behandlung ihre Spuren. Denn die Pflanze muss die freien Radikale und das Wasserstoffperoxid aus dem Plasma entgiften.

Da diese auch in der Natur vorkommen, sind die Pflanzen darauf vorbereitet. Sie neutralisieren sie mittels ihrer Polyphenole. Diese werden dabei in kleinere Bruchstücke zerlegt. Das gleiche passiert übrigens in weit größerem Umfang beim Erhitzen, beim Kochen in der Küche. Da das Plasma selbst keine Rückstände hinterlässt, wird eine Anwendung für Bioprodukte diskutiert.

Über kurz oder lang wird sich diese Technologie etablieren – nicht nur zur Hygienisierung von Frischobst und Gemüse sondern auch von vielen anderen Lebensmitteln. Experimentiert wird mit Nüssen, Getreide, Eiern, Käsescheiben, Milchpulver und Geflügel. Gleichzeitig wird die Anwendung des kalten Plasmas in der Medizin geprüft. Dort soll es Wasser und Seife ersetzen. Die Hände ein paar Sekunden ins Plasma gehalten und sie sind keimfrei - ohne Desinfektionsmittel, ohne Antibiotika und ohne Rückstände im Abwasser.

Auch viele Schadstoffe lassen sich durch ein geeignetes Plasma in harmlose Bruchstücke zerlegen. Ein Plasma eignet sich sogar zur rückstandsfreien Beseitigung von Dioxin aus den Fettdestillaten der Biodiesel-Anlagen. Das vorbildliche Verfahren war jedoch politisch nicht gewollt. Die Dioxine, meine Damen und Herren, sind quasi auch von Amts wegen im Ei gelandet. Mahlzeit!


Literatur:
Baier M et al: Von der Sonne lernen. ForschungsReport 2010 (2) 30-33
Nosenko T et al: Designing plasmas for chronic wound desinfection. New Journal of Physics 2009; 11: e115013
Grzegorzewski F et al: Plasma-oxidative degradation of polyphenolics – influence of non-thermal gas discharges with respect to fresh produce processing. Czech Journal of Food Science 2009; 27 (Special Issue): S35-S39
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Morfill GE et al: Nosocomial infections – a new approach towards preventive medicine using plasmas. New Journal of Physics 2009; 11: e115019
Selcuk M et al Decontamination of grains and legumes infected with Aspergillus spp. and Penicillium spp. by cold plasma treatment. Bioresource Technology 2008; 99: 5104-5109
Perni S et al: Cold atmospheric plasma disinfection of cut fruit surfaces contaminated with migrating microorganisms. Journal of Food Protection 2008; 71: 1619-1625
Deng S et al: Inactivation of Escherichia coli in almonds using nonthermal plasma. Journal of Food Science 2007; 72: M62-66
Higgins SE et al: Application of ionized reactive oxygen species for disinfection of carcasses, table eggs and fertile eggs. Journal of Applied Poultry Science 2005; 14: 716-720
Kaupp G, Zoz H: Verfahren zur Dekontamination bzw. Detoxifizierung von Umwelgiften z.B. Dioxinen, Dibenzofuranen und Beiprodukten (Congenere) oder dergleichen. Offenlegungsschrift DE 102 61 204
Kaupp G: Waste-free synthesis and production all across chemistry with the benefit of self-assembled crystal packings. Journal of Physical Organic Chemistry 2008; 21: 630-643

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