Замислите дан када фармер може да стоји на пољу, махне ручним уређајем преко парадајза и одмах открије патогене, потенцијално спасавајући животе и милијарде долара.
Тај дан можда није далеко, захваљујући истраживању које је спровео Пољопривредна експериментална станица у Алабами на Универзитету Аубурн.
Као један од 11 универзитета којима је додељена стипендија Министарство пољопривреде САД да би спровели истраживање нанотехнологије, научници из Аубурна раде на побољшању праћења патогена у целом ланцу снабдевања храном стварањем система прилагођеног кориснику који може детектовати више патогена који се преносе храном истовремено, тачно, економично и брзо.
Секретар УСДА Том Вилсацк недавно је најавио инвестицију од више од 5.2 милиона долара на националном нивоу за подршку истраживања за побољшање безбедности хране, побољшање обновљивих горива, повећање приноса усева и управљање пољопривредним штеточинама. Награде су уручене преко Иницијатива за истраживање пољопривреде и хране, најбољи конкурентски, рецензирани програм грантова у земљи за фундаменталне и примењене пољопривредне науке.
Аубурново истраживање је јединствено по томе што користи биолошку, а не вештачку нанотехнологију за постизање својих циљева, каже Санг-Јин Сух, ванредни професор на Одељењу за биолошке науке у Аубурну.
Сух је такође члан Центар за откривање и безбедност хране Универзитета Аубурн, а његовом директору, Брајану Чину, професору инжењерства материјала, приписује заслуге за развој биосензорске технологије која је основа за истраживање.
„Ово је иновација др Чина и он је регрутовао људе попут мене — бактеријског генетичара — да помогну у комбиновању ових технологија у биосензор заснован на честицама који се може користити за откривање патогена у храни“, каже Сух.
Процене су да се чак 48 милиона Американаца годишње разболи због патогена и токсина који се преносе храном, што резултира економским оптерећењем од скоро 80 милијарди долара. Ове процене не узимају у обзир трошкове прехрамбене индустрије, укључујући смањено поверење потрошача, губитке повлачења или судске спорове.
Како су избијања патогена који се преносе храном и повлачење контаминиране хране све чешће, постало је очигледно да су потребни бољи системи за откривање патогена да би се идентификовала контаминирана храна пре него што је јавност конзумира.
„Кад год је храна контаминирана, ФДА, ЦДЦ или другим лабораторијама обично требају дани или недеље да потврде присуство патогена“, каже Сух. „Наша технологија то може да уради за мање од 10 минута.
„Тренутно, кад год дође до избијања патогена који се преноси храном, они морају да узму контаминирану храну и узгајају бактерије из ње, за шта је потребно неколико сати до неколико дана. Тада ће видети да ли се уклапа у образац сумњивог патогена. Изолујемо сонде које су специфичне за тај патоген. Ако се веже за сонду, онда знамо да је одређени патоген присутан."
Поред дужине времена потребног за резултате, тренутни системи за откривање патогена у храни захтевају скупе инструменте и опсежну обуку особља.
„Две најпопуларније методе откривања патогена, осим традиционалне методе култивисања, захтевају опсежну обуку“, каже Сух. „Наш метод ће захтевати минималну обуку. Замишљамо да ће сваки пољопривредник имати ову могућност, прерађивачке капацитете, а ту могућност имаће и прехрамбени производи и ресторани. Чак ће и потрошачи моћи да користе ову технологију."
Биосензор ће бити ручни монитор који ће на крају открити присуство патогена у храни и до 10 центиметара од уређаја.
„Ово ће омогућити безбедносне провере хране од фарме до стола“, каже Сух. „Детектор би коштао мање од 500 долара и могао би на крају спасити милијарде долара и многе животе.
Циљ Суховог истраживања је да развије систем који ће омогућити истовремену идентификацију више патогена који се преносе храном у реалном времену, укључујући Салмонелла ентерица, Есцхерицхиа цоли и листериа моноцитогенес.
„Јесмо и раније показао ефикасност наших биосензора за тачно и брзо откривање појединачних патогена", каже Сух. „У овој студији ћемо развити мултиплекс систем који може да открије присуство неколико уобичајених бактеријских патогена који се преносе храном.
„Како унапређујемо наш систем у будућим студијама, он се може проширити тако да укључи вирусе и токсине како би постао свеобухватан систем за откривање свих патогена који се преносе храном како би се побољшала јавна безбедност.
Аубурнов тим истраживача сарађује са научницима на другим универзитетима како би користили ову технологију и надамо се да ће добити одобрење ФДА за широку употребу у будућности.
- Паул Холлис, Универзитет Аубурн
Извор: Аубурн Университи Цоллеге оф Агрицултуре