Il laser del frigorifero che rileva i batteri che strisciano sul cibo

L'intossicazione alimentare è una condizione potenzialmente letale e quindi un grave problema per l'industria alimentare. Ogni anno, solo negli Stati Uniti, circa 50 milioni di persone subiscono un'intossicazione alimentare, inclusi più di un milione di casi di avvelenamento da salmonella potenzialmente letale.

Quindi trovare modi per prevenire la diffusione di questo e di altri tipi di batteri è un obiettivo importante. Ma è difficile rilevare i batteri nei prodotti alimentari. I metodi di rilevamento più comuni coinvolgono tecniche come la coltura microbiologica, le reazioni a catena della polimerasi, la cromatografia liquida ad alte prestazioni e la spettrometria di massa, solo per citarne alcuni.

Questi metodi sono complessi, costosi e richiedono molto tempo. E richiedono tecnici altamente qualificati per eseguirli. Di conseguenza, poche aziende e punti vendita alimentari hanno accesso a questo tipo di tecnologia e i consumatori devono prendersi cura dell'igiene della maggior parte degli alimenti che acquistano.

Ora sembra destinato a cambiare grazie al lavoro di Jonghee Yoon e dei suoi amici del Korea Advanced Institutes of Science and Technology in Corea del Sud. Questi ragazzi hanno trovato un modo rapido ed economico per individuare i batteri sulla superficie degli alimenti in pochi secondi. Dicono che la loro tecnica potrebbe essere facilmente utilizzata nelle linee di lavorazione degli alimenti e persino adattata ai frigoriferi domestici standard.

La nuova tecnica è semplice in linea di principio. I batteri come la salmonella hanno flagelli simili a peli che usano per spingersi attraverso le superfici. Questo movimento trasforma la superficie del cibo contaminato in un oceano di microorganismi che si contorcono. È questo movimento che Yoon e compagni hanno trovato il modo di individuare.

Il loro metodo è semplice. Quando un raggio laser rosso e coerente colpisce il tessuto biologico, viene diffuso attraverso il materiale. Questa dispersione fa sì che la luce interferisca, creando uno schema casuale chiamato macchiolina laser.

Poiché anche i batteri sulla superficie del cibo disperdono la luce, questo influenza la macchiolina. E mentre i batteri si muovono, il pattern delle macchie cambia. Rilevando la decorrelazione nei modelli di intensità delle macchie laser dai tessuti, è possibile rilevare le attività viventi dei microrganismi, affermano Yoon e co.

Tutto ciò che serve per monitorare questo cambiamento è una telecamera in grado di registrare il cambiamento in pochi secondi. Yoon e compagni ne usano uno che acquisisce immagini a una velocità di 30 volte al secondo e quindi elabora le immagini sottraendo l'una dall'altra per rivelare qualsiasi differenza.

Hanno messo alla prova la loro attrezzatura con una serie di esperimenti sul petto di pollo. Hanno iniziato contaminando campioni di petto di pollo con i batteri comuni Escherichia coli e Bacillus cereus, che sono cause comuni di malattie di origine alimentare. Hanno quindi colpito ciascuno dei campioni e un controllo con un laser mentre registravano la macchiolina con una telecamera.

I risultati mostrano chiaramente l'utilità della tecnica. La tecnica di sottrazione delle immagini rivela rapidamente quali campioni sono contaminati e in che misura. La tecnica raccoglie entrambi i tipi di contaminazione batterica, sebbene non sia in grado di distinguerli. Dimostra inoltre che la carne incontaminata mostra poco o nessun cambiamento nel pattern delle macchie laser nel tempo.

È un risultato interessante. Il monitoraggio delle macchie laser è facile e veloce da eseguire con apparecchiature economiche che possono essere montate a posteriori sulle linee di lavorazione degli alimenti. E richiede poche competenze specialistiche.

Fondamentalmente, la tecnica non prevede il contatto con la carne e quindi può essere eseguita a distanza. Può anche vedere attraverso l'imballaggio di plastica trasparente, che non influenza il motivo maculato.

Ciò potrebbe avere un impatto importante in molte parti del mondo, in particolare nei paesi in via di sviluppo che non hanno facile accesso ai laboratori di microbiologia. E l'attrezzatura è così economica e semplice che potrebbe essere facilmente montata su normali frigoriferi progettati per la casa.

Ci sono dei limiti, ovviamente. Sebbene la tecnica rilevi diversi tipi di batteri, non è in grado di distinguerli. E, naturalmente, non è in grado di individuare contaminanti che non modificano la macchiolina laser nel tempo. Quindi non raccoglie contaminanti virali, come il norovirus, che è responsabile di cinque milioni di cause di malattie di origine alimentare all'anno negli Stati Uniti, né rileva le tossine prodotte dai batteri, che possono causare malattie anche quando i batteri sono stati uccisi spento.

Tuttavia, la nuova tecnica ha il potenziale per migliorare significativamente l'igiene alimentare e quindi ridurre il numero di casi di intossicazione alimentare ogni anno. E non può essere male.

Rif: http://arxiv.org/abs/1603.07343 : Un metodo semplice e rapido per rilevare i microrganismi viventi negli alimenti utilizzando la decorrelazione delle macchie laser

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