Predstavte si deň, keď môže farmár stáť na poli, mávať ručným zariadením nad paradajkou a okamžite odhaliť patogény, čo môže potenciálne zachrániť životy a miliardy dolárov.
Ten deň nemusí byť ďaleko, vďaka výskumu, ktorý uskutočnila spoločnosť Alabamská poľnohospodárska experimentálna stanica na Auburn University.
Ako jedna z 11 univerzít udelila granty o Ministerstvo poľnohospodárstva USA Vedci z Auburn, ktorí vykonávajú výskum nanotechnológií, pracujú na zlepšení monitorovania patogénov v celom potravinovom dodávateľskom reťazci vytvorením užívateľsky prívetivého systému, ktorý dokáže odhaliť viacero potravinových patogénov súčasne, presne, nákladovo efektívne a rýchlo.
Minister USDA Tom Vilsack nedávno oznámil investíciu viac ako 5.2 milióna dolárov na národnej úrovni na podporu výskumu na zlepšenie bezpečnosti potravín, zlepšenie obnoviteľných palív, zvýšenie výnosov plodín a riadenie poľnohospodárskych škodcov. Ocenenia sa udeľovali prostredníctvom Iniciatíva pre výskum poľnohospodárstva a potravín, popredný národný konkurenčný, recenzovaný grantový program pre základné a aplikované poľnohospodárske vedy.
Výskum spoločnosti Auburn je jedinečný v tom, že na dosiahnutie svojich cieľov používa skôr biologickú ako umelú nanotechnológiu Sang-Jin Suh, docent na Auburn's Department of Biological Sciences.
Suh je tiež členom Centrum detekcie a bezpečnosti potravín Auburn Universitya jeho riaditeľovi Bryanovi Chinovi, profesorovi materiálového inžinierstva, pripisuje zásluhy za vývoj technológie biosenzorov, ktorá je základom výskumu.
"Toto je inovácia Dr. China a naverboval ľudí ako ja - bakteriálneho genetika - aby pomohli spojiť tieto technológie do biosenzora na báze častíc, ktorý možno použiť na detekciu potravinových patogénov," hovorí Suh.
Odhaduje sa, že v dôsledku potravinových patogénov a toxínov ochorie ročne až 48 miliónov Američanov, čo má za následok takmer 80 miliárd dolárov ekonomické zaťaženie. Tieto odhady nezohľadňujú náklady pre potravinársky priemysel vrátane zníženej dôvery spotrebiteľov, strát z trhu alebo súdnych sporov.
Keďže prepuknutie potravinových patogénov a stiahnutie kontaminovaných potravín z trhu sú čoraz bežnejšie, ukázalo sa, že na identifikáciu kontaminovaných potravín pred ich konzumáciou verejnosťou sú potrebné lepšie systémy detekcie patogénov.
"Kedykoľvek je jedlo kontaminované, zvyčajne trvá FDA, CDC alebo iným laboratóriám niekoľko dní alebo týždňov, kým potvrdí prítomnosť patogénov," hovorí Suh. „Naša technológia to dokáže za menej ako 10 minút.
„V súčasnosti vždy, keď dôjde k prepuknutiu potravinového patogénu, musia si vziať kontaminované jedlo a vypestovať z neho baktérie, čo si vyžaduje niekoľko hodín až niekoľko dní. Potom uvidia, či to zodpovedá vzoru podozrivého patogénu. Izolujeme sondy, ktoré sú špecifické pre daný patogén. Ak sa naviaže na sondu, potom vieme, že konkrétny patogén je prítomný."
Okrem dĺžky času potrebného na dosiahnutie výsledkov vyžadujú súčasné systémy detekcie potravinových patogénov drahé nástroje a rozsiahle školenie personálu.
"Dve najobľúbenejšie metódy detekcie patogénov, iné ako tradičná kultivačná metóda, si vyžadujú rozsiahle školenie," hovorí Suh. „Naša metóda bude vyžadovať minimálne školenie. Predstavujeme si, že každý farmár bude mať túto schopnosť, spracovateľské závody budú mať túto schopnosť a predajcovia potravín a reštaurácie budú mať túto schopnosť. Túto technológiu budú môcť využívať aj spotrebitelia.“
Biosenzor bude ručný monitor, ktorý nakoniec zistí prítomnosť potravinového patogénu až do vzdialenosti 10 centimetrov od zariadenia.
"Umožní to bezpečnostné kontroly potravín z farmy na stôl," hovorí Suh. "Detektor by stál menej ako 500 dolárov a mohol by nakoniec zachrániť miliardy dolárov a veľa životov."
Cieľom Suhovho výskumu je vyvinúť systém, ktorý umožní súčasnú identifikáciu viacerých potravinových patogénov v reálnom čase, vrátane Salmonella enterica, Escherichia coli a Listeria monocytogenes.
"Už predtým preukázali účinnosť našich biosenzorov na presnú a rýchlu detekciu jednotlivých patogénov,“ hovorí Suh. „V tejto štúdii vyvinieme multiplexný systém schopný detekovať prítomnosť niekoľkých bežných potravinových bakteriálnych patogénov.
"Keď v budúcich štúdiách vylepšujeme náš systém, môže sa rozšíriť o vírusy a toxíny, aby sa stal komplexným systémom detekcie akýchkoľvek potravinových patogénov na zlepšenie verejnej bezpečnosti."
Tím výskumníkov Auburn spolupracuje s vedcami z iných univerzít na použití tejto technológie a dúfajme, že získa schválenie FDA na široké použitie v budúcnosti.
- Paul Hollis, Auburn University
Zdroj: Auburn University College of Agriculture