Køleskabslaseren, der registrerer bakterier, der kravler over maden

Madforgiftning er en potentielt dødelig tilstand og derfor et alvorligt problem for fødevareindustrien. Hvert år lider omkring 50 millioner mennesker af madforgiftning alene i USA, inklusive mere end en million tilfælde af potentielt dødelig salmonellaforgiftning.

Så at finde måder at forhindre spredning af denne og andre slags bakterier er et vigtigt mål. Men det er svært at opdage bakterier i fødevarer. De mest almindelige detektionsmetoder involverer teknikker som mikrobiologisk dyrkning, polymerasekædereaktioner, højtydende væskekromatografi og massespektrometri, for blot at nævne nogle få.

Disse metoder er komplekse, dyre og tidskrævende. Og de kræver højt uddannede teknikere til at udføre dem. Derfor har få fødevarevirksomheder og forretninger adgang til denne form for teknologi, og forbrugerne er nødt til at tage hygiejnen i de fleste fødevarer, de køber, på tillid.

Nu ser det ud til at ændre sig takket være arbejdet fra Jonghee Yoon og venner ved Korea Advanced Institutes of Science and Technology i Sydkorea. Disse fyre har fundet en hurtig og billig måde at få øje på bakterier på overfladen af ​​fødevarer på blot et par sekunder. De siger, at deres teknik let kan bruges i fødevareforarbejdningslinjer og endda monteres på standardkøleskabe til hjemmet.

Den nye teknik er i princippet enkel. Bakterier såsom salmonella har hårlignende flageller, som de bruger til at drive sig selv hen over overflader. Denne bevægelse forvandler overfladen af ​​forurenet mad til et hav af vridende mikroorganismer. Det er denne bevægelse, Yoon og co har fundet ud af, hvordan de kan få øje på.

Deres metode er ligetil. Når en rød, sammenhængende laserstråle rammer biologisk væv, spredes den gennem materialet. Denne spredning får lyset til at forstyrre og skaber et tilfældigt mønster kaldet laserspletter.

Da bakterier på overfladen af ​​mad også spreder lys, påvirker dette pletterne. Og efterhånden som bakterierne bevæger sig, ændres plettermønsteret. Ved at detektere dekorrelationen i laserpletternes intensitetsmønstre fra væv kan mikroorganismernes levende aktiviteter detekteres, siger Yoon og co.

Det eneste, der skal til for at overvåge denne ændring, er et kamera, der kan optage ændringen over et par sekunder. Yoon og co bruger en, der tager billeder med en hastighed på 30 gange i sekundet og behandler derefter billederne ved at trække dem fra hinanden for at afsløre enhver forskel.

De har sat deres redskaber igennem dets tempo med et sæt eksperimenter på kyllingebryst. De begyndte med at forurene prøver af kyllingebryst med de almindelige bakterier Escherichia coli og Bacillus cereus, som er almindelige årsager til fødevarebåren sygdom. De zappede derefter hver af prøverne og en kontrol med en laser, mens de optog pletterne med et kamera.

Resultaterne viser tydeligt teknikkens anvendelighed. Billedsubtraktionsteknikken afslører hurtigt, hvilke prøver der er forurenede og i hvilken grad. Teknikken opfanger begge typer bakteriel forurening, selvom den ikke kan skelne mellem dem. Det viser også, at uforurenet kød udviser ringe eller ingen ændring i lasersplettermønsteret over tid.

Det er et interessant resultat. Overvågning af laserspletter er hurtig og nem at gøre med billigt udstyr, der kan monteres efterfølgende på fødevareforarbejdningslinjer. Og det kræver lidt specialiseret ekspertise.

Det er afgørende, at teknikken ikke kræver kontakt med kødet og kan derfor gøres på afstand. Den kan også se gennem gennemsigtig plastikemballage, som ikke har indflydelse på plettermønsteret.

Det kan have en vigtig indflydelse i mange dele af verden, især i udviklingslande, der ikke har let adgang til mikrobiologiske laboratorier. Og udstyret er så billigt og enkelt, at det sagtens kunne monteres på almindelige køleskabe designet til hjemmet.

Der er selvfølgelig begrænsninger. Selvom teknikken opdager forskellige typer bakterier, kan den ikke skelne mellem dem. Og selvfølgelig kan den ikke få øje på forurenende stoffer, der ikke ændrer laserflekken over tid. Så det ville ikke opfange virale kontaminanter, såsom norovirus, som er ansvarlig for fem millioner årsager til fødevarebåren sygdom om året i USA. Den opdager heller ikke toksiner produceret af bakterier, som kan forårsage sygdom, selv når bakterierne er blevet dræbt af.

Ikke desto mindre har den nye teknik potentiale til at forbedre fødevarehygiejnen markant og derved reducere antallet af tilfælde af madforgiftning hvert år. Og det kan ikke være dårligt.

Ref: http://arxiv.org/abs/1603.07343 : En enkel og hurtig metode til påvisning af levende mikroorganismer i fødevarer ved hjælp af laserflekk-dekorrelation

skjule