21.09.2021 - University of Central Florida

Lebensmittel, die die COVID-Übertragung verringern könnten

Die Produkte können das Übertragungspotenzial von über die Luft übertragenen Krankheitserregern verringern, indem sie den Speichel einer Person eindicken und reduzieren, und sie könnten Lebensmitteln zugesetzt werden, z. B. einer Schokolade

Gesichtsmasken und soziale Distanzierung sind bekannte Methoden, um über die Luft übertragbare Krankheitserreger wie COVID-19 in Schach zu halten. Die Forscher der University of Central Florida, Michael Kinzel und Kareem Ahmed, arbeiten jedoch an einer möglichen neuen Methode - einer Kombination von Lebensmitteln, die den Speichel der Menschen verändert.

Das Konzept basiert auf neuen Arbeiten der Forscher, die zeigen, dass Lebensmittelzutaten verwendet werden können, um den Speichel einer Person einzudicken und zu reduzieren und so das Übertragungspotenzial von über die Luft übertragenen Krankheitserregern zu verringern. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Zeitschrift Nature Scientific Reports veröffentlicht.

"Dies ist ein neues Konzept im Zusammenhang mit der Quellenkontrolle", sagt Studienmitautor Kinzel, ein Assistenzprofessor an der UCF-Abteilung für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik. "Es gibt natürlich Masken, aber dies ist die erste Forschung, die sich auf das konzentriert, was aus der Wangenhöhle oder dem Mund kommt".

Die Arbeit baut auf Kinzels und Ahmeds früheren Studien auf, in denen die Wirksamkeit von Masken im Klassenzimmer, Merkmale, die jemanden zu einem Superverbreiter machen könnten, und erste Studien über Lebensmittelzutaten zur Kontrolle der Übertragung von Krankheiten über die Luft untersucht wurden. Ahmed ist außerordentlicher Professor an der Fakultät für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik der UCF.

"Die Gruppe erforscht die Tröpfchenbildung schon seit Jahren", sagt Kinzel. "Als wir hörten, dass Nieser zu Beginn der Pandemie Aerosole von mehr als 30 Metern Höhe transportierten, wurde uns klar, dass es sich dabei um kleine Aerosole handeln muss, ähnlich denen, die man in einer Nebeldüse sieht. Unsere Überlegung war, dass wir uns darauf konzentrieren sollten, diese Tröpfchen so zu verändern, dass sie auf den Boden fallen und nicht so weit fliegen."

Für die Studie untersuchten die Forscher die Eigenschaften des Speichels, wie Dicke und Menge, und ihren Einfluss darauf, wie weit sich Tröpfchen und Aerosole beim Niesen eines Menschen ausbreiten, was mit der Übertragung von Krankheitserregern über die Luft zusammenhängt.

Mit Hochgeschwindigkeitskameras wurden die Nieser Bild für Bild in der Luft aufgenommen, und mit Bildverarbeitungssoftware wurden die Tröpfchen und Aerosole quantifiziert. Anschließende numerische Methoden mit Hilfe der numerischen Strömungsmechanik ermöglichten eine detaillierte Quantifizierung zum besseren Verständnis der Niesvorgänge.

Der Speichel wurde mit einer Reihe von lebensmittelgeeigneten Substanzen verändert, darunter Maisstärke, Agar-Agar, Xanthan und Ingwer.

Die Forscher fanden heraus, dass Ingwer die beim Niesen ausgeschiedene Speichelmenge um mehr als 80 % verringerte und bei der Verringerung der Entfernung von Tröpfchen und Aerosolen beim Niesen genauso wirksam war wie eine Maske.

Es wurde festgestellt, dass Maisstärke und Xanthangummi die Speicheldicke um 5 bzw. 2.000 % erhöhen. Außerdem verringerten sie den Abstand der Aerosole beim Niesen stärker als das Nichttragen einer Maske. Eine Maske war jedoch immer noch wirksamer bei der Verringerung der Aerosolentfernung als Maisstärke und Xanthangummi.

Die in der Studie verwendete Maske war eine Halskrause in Kombination mit einer chirurgischen Maske.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass bestimmte Lebensmittel so beschaffen sein können, dass sie sowohl die Speichelabgabe eindicken als auch reduzieren, um die Übertragung von Krankheiten durch die Luft zu verringern. Dies kann auch in Kombination mit einer Maske oder ohne verwendet werden, je nachdem, wie sich die Auswirkungen der Pandemie verändern, und könnte möglicherweise eine höhere Kapazität ermöglichen, so Kinzel.

Ein solches Produkt könnte eine Schokolade sein, die den speichelverändernden Wirkstoff abgibt, sagt der Forscher.

"Ähnlich wie bei Vitamin-Gummis wäre dies keine Süßigkeit, sondern eher eine Form, um die Lösung zu verabreichen", sagt er. "Man könnte es vielleicht als 'chocaceutical' bezeichnen."

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