https://frosthead.com

Mogu li se kamera, QR kod i neki mjehurići testirati na E. Coli u našoj hrani?

Evo kako to djeluje: Pomiješajte malene, posebno izrađene mjehuriće s tekućinom za koju mislite da može sadržavati bakterije E. coli . Postavite QR kôd ispod posude za Petri i uključite kameru svog telefona. Ako telefon može pročitati kod, to je sigurno. Ako ne, tu je E. coli .

Ovo je istraživanje objavljeno u novom časopisu American Science Society, Central Science . Tehnika ovisi o dizajnu mikroskopskih kapljica, a njeni autori kažu da ima potencijal znatno smanjiti vrijeme potrebno za testiranje hrane.

Trovanje hranom predstavlja veliki problem, čak i u SAD-u, jer E. coli uzrokuje 73.000 bolesti i 60 smrtnih slučajeva godišnje, prema podacima Centra za kontrolu i prevenciju bolesti iz 1999. To je osnovno, ali ubrzavanje testiranja trebalo bi značiti da će se obaviti još ispitivanja,

"Veliki je problem kada proizvodite hranu, ako nemate nešto što je uglavnom u vremenskoj skali vašeg proizvodnog procesa, morate držati proizvod u skladištu [za testiranje]" kaže Tim Swager, profesor kemije na MIT-u i autor studije. "Treba vam nešto što traje gotovo nekoliko minuta, možda nekoliko sati, a ne dan, ili desetke sati. I tu je trenutno trenutno stanje tehnologije. Ovo je prespor i vrlo skup. ”

Swagerov tim miješa dvije vrste materijala u kapljice ljestvice mikrona nazvane Janus emulzije. Započinju s dva materijala, ugljikovodikom (H2O vezan s ugljikom, kakav dobivate u plinovitim plinovima) i fluorougljikom (fluor povezan s ugljikom, materijal koji se koristi u ribarskoj liniji). Oni zagrijavaju dvije tekućine i natjeraju ih zajedno kroz sitne kanale, ubrizgavajući ih u tekuću vodu nalik na cijev koja baca u rijeku. Kako se čestice hlade, tvore se sfere koje su pola ugljikovodika, pola fluorokarbona.

Na ove kapljice znanstvenici vežu biljni protein zvan lektin, koji se veže za E. coli . Obično ih teže kapljice od fluorokarbona drže u razini, a sve njihove hemisfere ugljikovodika okrenute prema gore. U tom stanju djeluju poput leće s beskonačnom žarišnom duljinom; svjetlost putuje kroz pravac. No, kada se lektin veže, bakterija koja se pričvršćuje mijenja ravnotežu kapljica, uzrokujući da se prevrnu na njihovoj strani. Kad se to dogodi, refrakcija raspršuje svjetlost, blokirajući sve što je ispod.

MIT-FoodBorn-2.jpg S lijeve strane, Janusove kapljice gledane odozgo. Nakon što kapljice nađu svoju metu, bakterijski protein, skupljaju se (desno). (Qifan Zhang)

Istraživači su testirali ovu tehniku ​​na nekoliko vrsta benignih E. coli i planiraju proširiti tehniku ​​na druge bakterije, ili čak druge vrste patogena.

"Činjenica da mogu tako dobro reagirati, da se mogu naginjati, a mi ih možemo preusmjeriti, a oni se ponašaju poput leća, i da koristimo gravitaciju da ih poravnamo, to je puno stvarno neobičnih sastojaka, ali to čini stvarno moćna platforma ", kaže Swager.

Primjena tehnologije na patogene sojeve je izvediva, ali za svaku vam trebate različitu vezujuću strukturu, kaže John Mark Carter, bivši istraživač kontaminanta koji se bavi hranom iz USDA, a koji se danas savjetuje u istoj industriji.

"Zapravo nije tako lako kao što zvuči", kaže Carter. "Hrana sadrži puno stvari koje nespecifično vezuju različite površine."

Dodaje da kapljice moraju biti uravnotežene precizno, što su mogli učiniti i istraživači, ali to postaje mnogo problematičnije u stvarnom testiranju sigurnosti hrane. Carter je iznenađen što u ovom trenutku istraživači predlažu test hrane. "Doista ne biste trebali razgovarati o hrani dok ne eksperimentirate s hranom", kaže on.

Uz to, granice osjetljivosti na E. coli u hrani su mnogo niže nego što ova tehnika još može ponuditi. Swager je uspio otkriti prisutnost E. coli kada postoji oko 10 000 stanica po ml otopine. U 2010, FDA je smanjio količinu neotrovne E. coli koju je dozvolio u siru (vrsta opće sanitarne granice) sa 100 MPN (najvjerojatniji broj) po gramu na 10 MPN. Prošle godine agencija je odustala od toga rekavši da nije imala utjecaja na javno zdravlje, ali na sigurnost hrane i otrovnu E. coli tolerancija je nula. Ne postoji tehnologija koja može otkriti jednu stanicu E. coli, zbog čega se današnji standardi oslanjaju na uzgoj kolonija u jelu.

"Jedna bakterija je dovoljna da te ubije", kaže Carter. "Ako je riječ o vrlo visokoj koncentraciji bakterija, možete je otkriti bez pojačanja. Ali gotovo ga svi uzgajaju ... morate ga uzgajati, jer ne možete otkriti jednu bakteriju. "

Ako će Swagerova tehnologija postati široko rasprostranjena u industriji, ta se pitanja moraju riješiti i tada se pokreću paralelne studije koje će je uporediti s trenutnim standardima. Ako se to odbije, moglo bi postojati aplikacija za internu kontrolu kvalitete među prehrambenom industrijom (iako bi osjetljivost na otkrivanje i dalje bila problem).

„Eggo vaflji imali su opoziv [u 2016]. Nije to bio sjajan opoziv, ali bila je to listerija ”, kaže Swager. "Kad su mi djeca bila mala, davao sam im Eggo vaflice, a oni bi izlazili na vrata u školu. Ali znate, imate takav način opoziva proizvoda, koliko će vremena proći prije nego što roditelji pošalju hranu svojoj djeci Eggo vafli? Dakle, posljedice na marke također su stvarno velike. "

Mogu li se kamera, QR kod i neki mjehurići testirati na E. Coli u našoj hrani?