Nueva tecnología podría ofrecer alimentos más baratos y rápido

El patógeno transmitido por los alimentos Escherichia coli O157 causa un estimado de 73.000 enfermedades y 60 muertes cada año en los Estados Unidos. Mejores pruebas de seguridad podrían ayudar a evitar algunas de las enfermedades causadas por esta cepa de E. coli y otras bacterias dañinas, según investigadores del MIT que han presentado una posible nueva solución.

Detección de bacterias

Hace dos años, el laboratorio de Swager desarrolló una forma de hacer fácilmente gotitas complejas incluyendo gotas llamadas emulsiones de Janus. Estas gotitas Janus consisten en dos hemisferios de igual tamaño, uno hecho de un fluorocarbono y otro hecho de un hidrocarburo. El fluorocarburo es más denso que el hidrocarburo, por lo que cuando las gotitas se sientan sobre una superficie, la mitad de fluorocarburo está siempre en el fondo.

Los investigadores decidieron explorar utilizando estas gotitas como sensores debido a sus propiedades ópticas únicas. En su estado natural, las gotitas Janus son transparentes cuando se ven desde arriba, pero parecen opacas si se ven desde el lado, debido a la forma en que la luz se curva a medida que se desplaza a través de las gotitas.

Para convertir las gotitas en sensores, los investigadores diseñaron una molécula de surfactante que contiene azúcar de manosa para autoensamblarse en la interfaz hidrocarburo-agua, que constituye la mitad superior de la superficie de la gota. Estas moléculas pueden unirse a una proteína llamada lectina, que se encuentra en la superficie de algunas cepas de E. coli. Cuando E. coli está presente, las gotitas se unen a las proteínas y se agrupan juntas. Esto hace que las partículas pierdan el equilibrio, de modo que la luz que las golpea se dispersa en muchas direcciones y las gotitas se vuelven opacas cuando se ven desde arriba.

Más rápido y más barato

Las pruebas actuales de inocuidad de los alimentos a menudo involucran la colocación de muestras de alimentos en un plato de cultivo para ver si se forman colonias bacterianas dañinas, pero ese proceso toma de dos a tres días. Las técnicas más rápidas basadas en la amplificación del ADN bacteriano o las interacciones entre anticuerpos y bacterias son caras y requieren instrumentos especiales.

El equipo del MIT espera adaptar su nueva tecnología a matrices de pozos pequeños, cada una de las cuales contiene gotas personalizadas para detectar un patógeno diferente y vinculado a un código QR diferente. Esto podría permitir una detección rápida y barata de la contaminación utilizando sólo un teléfono inteligente.

“La gran ventaja de nuestro dispositivo es que no se necesitan instrumentos especializados y capacitación técnica para hacer esto”, dice Zhang. “Eso puede permitir que la gente de la fábrica, antes de enviar la comida, la escanee y pruebe para asegurarse de que es segura”.

Los investigadores ahora están trabajando en la optimización de la preparación de la muestra de alimentos para que puedan ser colocados en los pozos con las gotitas. También planean crear gotitas personalizadas con azúcares más complejos que se unirían a diferentes proteínas bacterianas. En este artículo, los investigadores utilizaron un azúcar que se une a un tipo no patógeno de E. coli, pero esperan que puedan adaptar el sensor a otras cepas de E. coli y otras bacterias dañinas.

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