https://frosthead.com

Kas meie toidus saab kaamerat, QR-koodi ja mõnda mullide testi testida E. coliga?

Kuidas see töötab: segage mõned väikesed spetsiaalsed mullid vedelikuga, mis võib teie arvates sisaldada E. coli baktereid. Asetage Petri tassi alla QR-kood ja lülitage sisse telefoni kaamera. Kui telefon suudab koodi lugeda, on see ohutu. Kui ei, siis on olemas E. coli .

See on Ameerika Keemia Seltsi uues ajakirjas Central Science avaldatud uurimistöö leid. Meetod sõltub mikroskoopiliste tilkade kujundamisest ja selle autorite sõnul on sellel potentsiaali toidu testimiseks kuluvat aega tunduvalt vähendada.

Toidumürgitus on isegi USA-s suur probleem, kuna E. coli põhjustab haiguste tõrje ja ennetamise keskuste 1999. aasta andmete kohaselt aastas 73 000 haigust ja 60 surma. See on põhiline, kuid testide kiirendamine peaks tähendama, et rohkem katseid tehakse .

"Suur probleem on see, kui toitu valmistate, kui teil pole midagi sellist, mis põhimõtteliselt vastab teie tootmisprotsessi ajakavale, peate toote hoidma hoiukohas [testimiseks], " ütleb Tim Swager, MIT-i keemiaprofessor ja uuringu autor. „Te vajate midagi, mis on praktiliselt minutit või võib-olla paar tundi, mitte päeva või kümneid tunde. Ja just seal on praegu tehnoloogia praegune seis. See on liiga aeglane ja väga kulukas. ”

Swageri meeskond segab mikrotüüpi tilkadeks kahte tüüpi materjali, mida nimetatakse Januse emulsioonideks. Need algavad kahest materjalist: süsivesinikest (süsinikuga seotud H2O, nagu te saate kütusgaasidest) ja fluorosüsinikust (süsinikuga seotud fluor, õngenööris kasutatav materjal). Nad soojendavad kahte vedelikku üles ja sunnivad neid väikeste kanalite kaudu kokku, süstides neid voolavasse vette nagu torusse uputatav jõgi. Kui osakesed jahtuvad, moodustavad need kerasid, mis on poolt süsivesinikud, pooled fluorosüsivesinikud.

Nende tilkade külge kinnitavad teadlased taimevalku lektiini, mis seondub E. coli-ga . Tavaliselt hoiab tilkade raskem fluorosüsiniku külg neid samal tasemel, kõik nende süsivesinike poolkerad on ülespoole. Selles olekus tegutsevad nad nagu lõpmatu fookuskaugusega objektiiv; valgus liigub sirgjooneliselt läbi. Kuid kui lektiin seob, muudab kinnitunud bakterid tilkade tasakaalu, põhjustades nende tipu oma küljele. Kui see juhtub, hajub murdumine murduma, blokeerides kõik selle all oleva.

MIT-FoodBorn-2.jpg Vasakult Januse tilgad ülalt. Pärast seda, kui tilgad on jõudnud sihtmärki, milleks on bakteriaalne valk, kogunevad nad kokku (paremal). (Qifan Zhang)

Teadlased on seda tehnikat katsetanud mitut tüüpi healoomuliste E. coli bakteritega ja plaanivad seda meetodit laiendada ka teistele bakteritele või isegi muud tüüpi patogeenidele.

„Tegelikult nad reageerivad nii hästi, nad saavad kallutada ja me saame neid ümber suunata ning nad käituvad nagu läätsed ja et me kasutame nende joondamiseks gravitatsiooni, on tegemist väga paljude ebatavaliste koostisosadega, kuid see teeb võimas platvorm, ”ütleb Swager.

Tehnoloogia kasutamine patogeensete tüvede suhtes on teostatav, kuid igaühe jaoks vajaksite erinevat sidumisstruktuuri, ütles USDA endine toidust põhjustatud saasteainete uurija John Mark Carter, kes konsulteerib nüüd samas valdkonnas.

"See pole tegelikult nii lihtne, kui tundub, " ütleb Carter. "Toit sisaldab palju asju, mis seovad mitmed pinnad mittespetsiifiliselt."

Ta lisab, et tilgad peavad olema täpselt tasakaalus, mida teadlased suutsid teha, kuid see muutub reaalsetes toiduohutustestides palju problemaatilisemaks. Carter on üllatunud, et teadlased soovitavad sel hetkel teha toidutesti. "Sa ei peaks tõesti toidust rääkima enne, kui oled toiduga katseid teinud, " ütleb ta.

Lisaks on E. coli tundlikkuse piirid toidus palju madalamad, kui see tehnika veel pakkuda suudab. Swager suutis tuvastada E. coli olemasolu, kui lahuse ml kohta on umbes 10 000 rakku. 2010. aastal vähendas FDA mittetoksiliste E. coli koguste hulka juustu (omamoodi üldine sanitaarpiire) 100 MPN-ist (kõige tõenäolisem arv) grammi kohta 10 MPN-ni. Eelmisel aastal toetas amet seda, öeldes, et see ei ole avaldanud mõju rahva tervisele, kuid toiduohutuse ja mürgise E. coli puhul on tolerants null. Pole ühtegi tehnikat, mis tuvastaks ühe E. coli raku, mistõttu tuginevad praegused standardid kolooniate kasvamisele tassis.

"Teie tapmiseks piisab ühest bakterist, " ütleb Carter. „Kui see on väga suur bakterite kontsentratsioon, saate selle tuvastada ilma võimenduseta. Kuid peaaegu kõik kasvatavad seda ... peate seda ka kasvatama, sest te ei suuda ühte bakterit tuvastada. ”

Kui Swageri tehnoloogia peaks tööstuses laialt levinud olema, tuleb nende probleemidega tegeleda ja seejärel tuleks kõrvuti viia uuringuid, et võrrelda seda praeguste standarditega. Selle puudumisel võiksid toiduainetööstuses olla rakendused sisemiseks kvaliteedikontrolliks (ehkki tuvastamise tundlikkus oleks endiselt probleem).

“Eggo vahvlitel oli meenutus [2016. aastal]. See ei olnud tohutu tagasikutsumine, vaid see oli listeria, ”ütleb Swager. “Kui mu lapsed olid väikesed, andsin neile Eggo vahvleid ja nad läksid kooli minnes uksest välja. Kuid teate, et teil on selline toode meelde tuletatud, kui kaua läheb aega, enne kui vanemad hakkavad oma lapsi Eggo vahvleid söötma? Seega on ka mõju kaubamärkidele tõesti suur. ”

Kas meie toidus saab kaamerat, QR-koodi ja mõnda mullide testi testida E. coliga?