Kylskåpslasern som upptäcker bakterier som kryper över maten

Matförgiftning är ett potentiellt dödligt tillstånd och därför ett allvarligt problem för livsmedelsindustrin. Varje år drabbas cirka 50 miljoner människor av matförgiftning enbart i USA, inklusive mer än en miljon fall av potentiellt dödlig salmonellaförgiftning.

Så att hitta sätt att förhindra spridning av denna och andra typer av bakterier är ett viktigt mål. Men det är svårt att upptäcka bakterier i livsmedel. De vanligaste detektionsmetoderna involverar tekniker som mikrobiologisk odling, polymeraskedjereaktioner, högpresterande vätskekromatografi och masspektrometri, för att bara nämna några.

Dessa metoder är komplexa, dyra och tidskrävande. Och de kräver högutbildade tekniker för att utföra dem. Följaktligen har få livsmedelsföretag och butiker tillgång till den här typen av teknik, och konsumenterna måste ta hygienen för de flesta livsmedel de köper på förtroende.

Nu ser det ut att förändras tack vare arbetet från Jonghee Yoon och kompisar vid Korea Advanced Institutes of Science and Technology i Sydkorea. Dessa killar har hittat ett snabbt och billigt sätt att upptäcka bakterier på ytan av livsmedel på bara några sekunder. De säger att deras teknik lätt kan användas i livsmedelsförädlingslinjer och till och med anpassas till vanliga kylskåp för hemmet.

Den nya tekniken är i princip enkel. Bakterier som salmonella har hårliknande flageller som de använder för att driva sig över ytor. Denna rörelse förvandlar ytan av förorenad mat till ett hav av vridna mikroorganismer. Det är denna rörelse som Yoon och co har utarbetat hur de ska upptäcka.

Deras metod är okomplicerad. När en röd, sammanhängande laserstråle träffar biologisk vävnad sprids den genom materialet. Denna spridning gör att ljuset stör och skapar ett slumpmässigt mönster som kallas laserfläckar.

Eftersom bakterier på matens yta också sprider ljus, påverkar detta fläcken. Och när bakterierna rör sig ändras fläckmönstret. Genom att detektera dekorrelationen i laserfläckens intensitetsmönster från vävnader kan mikroorganismernas levande aktiviteter upptäckas, säger Yoon och co.

Allt som behövs för att övervaka denna förändring är en kamera som kan registrera förändringen under några sekunder. Yoon och co använder en som tar bilder med en hastighet av 30 gånger i sekunden och bearbetar sedan bilderna genom att subtrahera en från en annan för att avslöja eventuella skillnader.

De har satt sina redskap i takt med en uppsättning experiment på kycklingbröst. De började med att kontaminera prover av kycklingbröst med de vanliga bakterierna Escherichia coli och Bacillus cereus, som är vanliga orsaker till livsmedelsburna sjukdomar. De zappade sedan vart och ett av proverna, och en kontroll, med en laser medan de spelade in fläcken med en kamera.

Resultaten visar tydligt teknikens användbarhet. Bildsubtraktionstekniken avslöjar snabbt vilka prover som är kontaminerade och i vilken grad. Tekniken tar upp båda typerna av bakteriell kontaminering, även om den inte kan skilja mellan dem. Det visar också att oförorenat kött visar liten eller ingen förändring i laserfläckmönstret över tiden.

Det är ett intressant resultat. Övervakning av laserfläckar är snabbt och enkelt att göra med billig utrustning som i efterhand kan monteras på livsmedelsindustrin. Och det kräver lite specialiserad expertis.

Avgörande är att tekniken inte kräver kontakt med köttet och kan därför göras på avstånd. Den kan också se genom genomskinliga plastförpackningar, vilket inte påverkar fläckmönstret.

Det kan ha en viktig inverkan i många delar av världen, särskilt i utvecklingsländer som inte har lätt tillgång till mikrobiologiska laboratorier. Och utrustningen är så billig och enkel att den lätt skulle kunna monteras på vanliga kylskåp designade för hemmet.

Det finns begränsningar såklart. Även om tekniken upptäcker olika typer av bakterier, kan den inte skilja mellan dem. Och naturligtvis kan den inte upptäcka föroreningar som inte förändrar laserfläcken över tiden. Så det skulle inte ta upp virusföroreningar, såsom norovirus, som är ansvarigt för fem miljoner orsaker till livsmedelsburna sjukdomar om året i USA. Det upptäcker inte heller gifter som produceras av bakterier, vilket kan orsaka sjukdom även när bakterierna har dödats av.

Ändå har den nya tekniken potential att avsevärt förbättra livsmedelshygienen och därmed minska antalet fall av matförgiftning varje år. Och det kan inte vara dåligt.

Ref: http://arxiv.org/abs/1603.07343 : En enkel och snabb metod för att upptäcka levande mikroorganismer i mat med hjälp av laserfläckardekorrelation

Dölj