光分解食用色素

安全な飲料水へのアクセスは、国連によって認められた基本的人権ですが、発展途上国における普遍的なアクセスの達成は、不十分な水処理インフラと持続的なメンテナンスの欠如によって妨げられてきました。 2015 年の時点で、低所得国および低中所得国 (LMIC) の 8 億 4,400 万人が改善された飲料水源を利用できず、1 億 5,900 万人が未処理の地表水を直接使用しており、その結果、下痢によって年間 50 万 2,000 人の命が失われています。病原体で汚染された水からの病気。 飲料水の不平等とそれに関連する死亡率は、開発途上国の農村部に不釣り合いなほど大きな負担をかけているため、安全な飲料水への遍在的なアクセスを達成するためには、低コストでシンプルで最小限のインフラしか必要としない、改良された使用点 (POU) 水処理技術の提供が不可欠です。水。

現在、いくつかのPOU水処理方法がLMICに適用されています（例：太陽消毒（SODIS）、粒状媒体またはセラミックポットろ過、塩素処理など）。 細菌に対しては効果的ですが、ほとんどの場合、ウイルス除去のパフォーマンスは比較的低く、すべての POU 技術は、初期の水質が損なわれ、比較的熟練していないユーザーによる操作が行われるため、現場での有効性が低くなります。 POU 技術は細菌性胃腸炎および寄生虫性胃腸炎の減少に貢献してきましたが、ウイルス性胃腸炎の事例は減少しておらず、発展途上国の下痢症例の 43% でウイルス性病原体が観察されています。

飲料水中のウイルスを不活性化する可能性を示した開発中の POU 技術の 1 つは、消毒のために食用光増感色素を水に適用することです。 日光にさらされると、光増感色素は一重項酸素を生成します。これは、さまざまなウイルスを不活性化できる活性酸素種 (ROS) です。 FDA承認の染料であるエリスロシンは、飲料水を消毒する能力を証明しており、10分以内の日光曝露でバクテリオファージMS2の4-log不活性化を達成しています. さらに、染料は光にさらされると光退色し、それに伴う明確な色の変化 (例えば、エリスロシン赤から透明へ) が消毒に匹敵する速度で発生し、消毒が完了したことを示す安全な指標を提供します。その他の POU テクノロジー。 総費用 $0.002-0.003 処理水 1 リットルあたりのコストは、いくつかの発展途上国では水を沸騰させるよりも安価であり、経済的に実行可能な水の消毒技術です。

米国では FD&C Red No. 3 としても知られるエリスロシンは、食品、医薬品、化粧品への使用が FDA によって承認されており、許容 1 日摂取量 (ADI) は 2.5 mg/kg 体重/日です。 文献で推奨されている飲料水中の消毒用濃度は、5.0 µM エリスロシン、つまり約 4.4 mg/L です。 平均的なアメリカ人が 1 日あたり 2.38 L の飲料水と飲料を消費すると、1 日あたり 10.5 mg のエリスロシンの曝露が予想されます。 LMIC の 1 日あたりの総水の消費量がアメリカの消費量 2.38 L と一致すると仮定すると、体重 60 kg の個人は 0.17 mg/kg 体重/日のエリスロシンの 1 日量を経験することになり、確立された FDA ADI をはるかに下回ります.

エリスロシンの人間の健康への影響を調査する動機は、光分解生成物の未知の挙動に由来します。 エリスロシンの分子構造は一重項酸素による酸化で変化しますが、一重項酸素の典型的な反応は付加反応であり、通常は分子構造の切断には至りません。 結果として、エリスロシンの吸収率が酸化的光退色の際に著しく変化するとは予想されない. しかし、これらの酸化生成物はこれまで毒性について試験されておらず、エリスロシンベースの水の消毒をさらに開発する前に試験する必要があります. 最近のテストでは、エリスロシンの光酸化生成物を特徴付けようとしましたが、決定的ではありませんでした.

さらに、以前の文献では、エリスロシンの分子構造中のヨウ素の約 19% が、光への曝露と一重項酸素による酸化の後に溶液に放出されると述べられています。 以前の水処理パラメーター (5.0 μM エリスロシン、2.38 L 水/日、60 kg 個人) に従う場合、エリスロシンから放出されるヨウ素の 1 日消費量は 1.1 mg I/日になります。 ヨウ素の最低観測有害作用量 (LOAEL) と非観測有害作用量 (NOAEL) は、1.7 mg I/日および 1.0 ～ 1.2 です。 mg I/日であり、許容上限摂取量 (UL) は 1.1 mg I/日です。 文献で報告されているエリスロシンからのヨウ素の放出が正しい場合、ばく露はヨウ素の UL に相当します。 胃腸管によるエリスロシンの吸収が悪いため、エリスロシンに結合したままのヨウ素が全ヨウ素消費に有意な影響を与えるとは予想されない. エリスロシンベースの水処理が、エリスロシン光生成物への暴露またはヨウ素への過剰暴露による有害な結果をもたらすとは予想されていませんが、慎重なアプローチに従い、その影響をテストしてから、技術のさらなる開発を許可することが重要です。発展途上国の人々は毎日消費するでしょう。