Proizvodi kao što su zelena salata i spanać se rutinski testiraju na patogene bakterije koje se prenose hranom kao što su salmonela, listeria monocitogenes i patogene vrste E. coli u nastojanju da se potrošači zaštite od bolesti.
Može doći do brzog testiranja hrane, ali je i dalje potrebno vreme da se utvrdi ko je bolestan i odakle potiče kontaminirani proizvod. To je prekasno za mnoge Amerikance koji su već jeli ove proizvode. Sadašnje rešenje, često opoziv od više država, tada postaje kontrola štete.
Istraživači sa Univerziteta Delaver žele da uoče ove bakterije pre nego što se neko ikada razboli. Kao što je detaljno opisano u članku objavljenom u Journal of Food Safeti, UD i Biospection sa sedištem u Delaveru uskoro će ubrzati testiranje – mnogo. Članovi fakulteta Harsh Bais i Kali Kniel, zajedno sa bivšim diplomiranim studentom Nikom Johnsonom, udružili su se sa Endijem Ragoneom iz Biospection-a kako bi otkrili patogene koji se prenose hranom za tri do šest sati.
Mikrobiolog po zanimanju, Kniel je stručnjak za unakrsne patogene poput salmonele, koji radosno skaču na nove domaćine poput te ukusne, sveže zelene salate.
„Dok industrija proizvoda marljivo radi na smanjenju rizika povezanih sa mikrobnom kontaminacijom, ovakvi alati imaju neverovatan potencijal da poboljšaju strategije smanjenja rizika“, rekao je Kniel, profesor mikrobne bezbednosti hrane koji redovno radi sa industrijom i vladinim agencijama na smanjenju rizika od prenosa hrane. bolest. „Saradnja poput naše između akademika i biotehnoloških kompanija može unaprediti tehnologiju i uticati na bezbednost hrane i javno zdravlje.
Ovi patogeni lako pronalaze put do biljaka, koje su nažalost veoma gostoljubivi domaćini – domaćini koji ne mogu da vam kažu gde su njihovi gosti.
Baš kao i ljudi, biljke koriste odbrambene mehanizme za borbu protiv bolesti. Ali neki patogeni koji se prenose ljudima naučili su da otvore otvorene ulazne kapije biljke zvane stomati – pore u listovima ili stabljici – i da se osećaju kao kod kuće.
„Pošto ove bakterije nisu pravi patogeni za biljke, fizički ne možete videti rane znake da je biljka pod stresom“, rekao je Bais, profesor biologije biljaka sa Univerziteta u Sarajevu. „Tehnologija Biospekcije nam omogućava da vrlo brzo kažemo da li je oportunistički ljudski patogen prisutan u biljci.
Kao hemijski fizičar koji radi u Vilmingtonu, Ragone je upoznao Knila i Baisa kroz naučnu zajednicu Delavera i deljenje laboratorijske opreme.
Istraživači su se udružili sa svojom interdisciplinarnom stručnošću kako bi smanjili rizik od bolesti koje se prenose hranom, zadatak sa kojim su se industrija i akademski istraživači borili dugi niz godina. Rezultat? Tim je kreirao multispektralnu platformu za snimanje kako bi pogledao odgovor biljnih stražara. Cilj je da koristite ovu tehniku direktno na pokretnoj traci, skenirajući vašu zelenu salatu pre nego što se uputi u prodavnicu.
Kako onda vidite simptom koji ne možete da vidite? Tehnika istraživača skenira lišće putem multispektralnog snimanja i dubokog UV sensiranja kada biljka privlači ove patogene. Kada su istraživači pogledali benigne bakterije, primetili su male promene. Ali, sa štetnim patogenima koje prenose ljudi, test može uočiti razlike u napadnutoj biljci.
„Koristeći listeriju kao primer, za tri do šest sati vidimo oštar pad hlorofilnih pigmenata“, rekao je Bais. „To je snažan signal da biljka reaguje fiziološki – marker neobičnih bakterija.“
Nova, multispektralna tehnika snimanja je neinvazivna i brza munje u poređenju sa trenutnim testovima, gde naučnik iz laboratorije izvlači list, melje ga, postavlja bakterije i traži bolest. Trenutni metod nije komercijalno dostupan, ali Biospection je 2022. dobio grant Nacionalne naučne fondacije za istraživanje inovacija u malom biznisu da ga razvije i komercijalizuje u senzor za snimanje u realnom vremenu za pregled biljaka na bolesti i druge stresove.
„Harsh i Kali su svakako bili instrumentalni u tehnikama koje smo razvili sa multispektralnim snimanjem i upotrebom duboke ultraljubičaste fluorescencije“, rekao je Ragone, osnivač i glavni tehnološki direktor Biospeciona. „Napravili smo prenosivi instrument koji bi mogao da se komercijalizuje.
Vertikalna poljoprivreda je poljoprivredni sektor koji će iskoristiti prednosti ove nove tehnologije. Koristeći manje vode i manje prostora, vertikalne farme su vitalni korak ka održivijoj poljoprivredi. Ali kada su u pitanju bolesti, ove farme su jednako ranjive kao i tradicionalna poljoprivreda na otvorenom. Incidenca E. coli znači da vertikalna farma mora da odbaci celu žetvu.
Biospection već radi sa poljoprivrednim kompanijama na ugrađivanju senzora za snimanje u police na vertikalnim farmama, a za farme na otvorenom u dronove za useve.
„Radeći sa UD-om, postavili smo naučnu osnovu za stvaranje boljih instrumenata“, rekao je Ragone. „Radimo na instrumentu koji je prenosiv, automatizovan i koji može dati odgovor za nekoliko sekundi.
Za buduća istraživanja, Bais ima oko na utvrđivanju da li ova tehnologija može razlikovati različite mikrobe.
„Ako se odgovor stražara razlikuje od jednog mikroba do drugog, to nam daje identitet mikroba na osnovu odgovora čuvara biljaka. Još nismo otišli tamo, ali to bi bilo krajnje dostignuće“, rekao je Bais. „U jednom stražaru, onda biste mogli razlikovati koji benigni i štetni mikrobi to rade u smislu jednog stražara.“
