Begini cara kerjanya: Campurkan beberapa gelembung kecil yang dibuat khusus dengan cairan yang menurut Anda mungkin mengandung bakteri E. coli . Tempatkan kode QR di bawah cawan petri, dan hidupkan kamera ponsel Anda. Jika ponsel dapat membaca kode, aman. Jika tidak, ada E. coli .
Ini adalah temuan penelitian yang diterbitkan dalam jurnal baru American Chemical Society, Central Science . Teknik ini bergantung pada desain tetesan mikroskopis, dan penulisnya memiliki potensi untuk sangat mengurangi jumlah waktu yang dibutuhkan untuk menguji makanan.
Keracunan makanan adalah masalah besar, bahkan di AS, dengan E. coli menyebabkan 73.000 penyakit dan 60 kematian per tahun, menurut data Centers for Disease Control and Prevention sejak 1999. Ini dasar, tetapi mempercepat pengujian seharusnya berarti lebih banyak pengujian dilakukan .
"Masalah besar adalah, ketika Anda membuat makanan, jika Anda tidak memiliki sesuatu yang pada dasarnya pada skala waktu proses pembuatan Anda, Anda harus menyimpan produk di fasilitas penyimpanan [untuk pengujian], " kata Tim Swager, seorang profesor kimia di MIT dan penulis penelitian. “Anda membutuhkan sesuatu yang sebenarnya beberapa menit, atau mungkin beberapa jam, bukan sehari, atau puluhan jam. Dan di situlah keadaan teknologi saat ini adalah sekarang. Ini terlalu lambat, dan sangat mahal. ”
Tim Swager memadukan dua jenis bahan ke dalam tetesan skala mikron yang disebut emulsi Janus. Mereka mulai dengan dua bahan, hidrokarbon (H2O terikat dengan karbon, seperti yang Anda dapatkan dalam bahan bakar gas) dan fluorocarbon (fluor yang terikat dengan karbon, bahan yang digunakan dalam pancing). Mereka memanaskan kedua cairan itu, dan memaksa mereka bersama-sama melalui saluran-saluran kecil, menyuntikkan mereka ke dalam aliran air seperti pipa pembuangan di sungai. Saat partikel mendingin, mereka membentuk bola yang setengah hidrokarbon, setengah fluorokarbon.
Pada tetesan ini, para ilmuwan melampirkan protein nabati yang disebut lektin, yang berikatan dengan E. coli . Biasanya, sisi fluorocarbon yang lebih berat dari tetesan menjaga mereka tetap rata, semua dengan belahan hidrokarbon mereka menghadap ke atas. Dalam keadaan itu, mereka bertindak seperti lensa dengan panjang fokus tak terbatas; cahaya bergerak melalui garis lurus. Tetapi ketika lektin mengikat, bakteri yang menempel mengubah keseimbangan tetesan, menyebabkan mereka berujung pada sisinya. Ketika itu terjadi, pembiasan itu menyebar cahaya, menghalangi apa pun yang ada di bawahnya.
Di sebelah kiri, tetesan Janus dilihat dari atas. Setelah tetesan bertemu target mereka, protein bakteri, mereka menggumpal bersama (kanan). (Qifan Zhang) Para peneliti telah menguji teknik ini pada beberapa jenis E. coli jinak, dan berencana untuk memperluas teknik tersebut ke bakteri lain, atau bahkan jenis patogen lainnya.
“Fakta bahwa mereka dapat merespon dengan sangat baik, mereka dapat memiringkan, dan kita dapat mengarahkan kembali mereka dan mereka berperilaku seperti lensa, dan bahwa kita menggunakan gravitasi untuk menyelaraskannya, ini adalah banyak bahan yang sangat tidak biasa, tetapi itu membuat platform yang kuat, ”kata Swager.
Menerapkan teknologi untuk strain patogen mungkin dilakukan, tetapi Anda membutuhkan struktur pengikat yang berbeda untuk masing-masing, kata John Mark Carter, seorang mantan peneliti kontaminan yang ditularkan melalui makanan di USDA yang sekarang berkonsultasi dalam industri yang sama.
"Ini benar-benar tidak semudah kedengarannya, " kata Carter. "Makanan mengandung banyak hal yang mengikat berbagai permukaan secara tidak spesifik."
Dia menambahkan bahwa tetesan harus seimbang dengan tepat, yang dapat dilakukan oleh para peneliti, tetapi menjadi lebih bermasalah dalam pengujian keamanan pangan kehidupan nyata. Carter terkejut bahwa para peneliti mengusulkan tes makanan pada saat ini. "Anda benar-benar tidak boleh berbicara tentang makanan sampai Anda melakukan eksperimen dengan makanan, " katanya.
Selain itu, batas sensitivitas E. coli dalam makanan jauh lebih rendah daripada yang dapat ditawarkan teknik ini. Swager mampu mendeteksi keberadaan E. coli ketika ada sekitar 10.000 sel per mL larutan. Pada tahun 2010, FDA mengurangi jumlah E. coli tidak beracun yang dibolehkan dalam keju (semacam batas sanitasi umum) dari 100 MPN (jumlah yang paling mungkin) per gram menjadi 10 MPN. Tahun lalu, badan itu mundur dengan mengatakan, mengatakan itu tidak berdampak pada kesehatan masyarakat, tetapi untuk keamanan makanan dan E. coli beracun, toleransi adalah nol. Tidak ada teknologi yang dapat mendeteksi satu sel E. coli, itulah sebabnya standar saat ini bergantung pada pertumbuhan koloni dalam sebuah piringan.
"Satu bakteri cukup untuk membunuhmu, " kata Carter. “Jika itu adalah konsentrasi bakteri yang sangat tinggi, Anda dapat mendeteksinya tanpa amplifikasi. Tetapi hampir semua orang menanamnya ... Anda harus menanamnya, karena Anda tidak dapat mendeteksi satu bakteri. ”
Jika teknologi Swager ingin menjadi tersebar luas di industri, masalah-masalah ini harus diatasi, dan kemudian studi berdampingan berjalan untuk membandingkannya dengan standar saat ini. Jika tidak ada, mungkin ada aplikasi untuk kontrol kualitas internal di antara industri makanan (meskipun sensitivitas deteksi masih akan menjadi masalah).
“Eggo waffle memiliki recall [pada 2016]. Itu bukan ingatan besar, tapi itu adalah listeria, ”kata Swager. “Ketika anak-anak saya masih kecil, saya biasa memberi mereka Eggo wafel, dan mereka akan keluar dari pintu dalam perjalanan ke sekolah. Tapi tahukah Anda, Anda memiliki penarikan produk seperti itu, berapa lama sebelum orang tua akan memberi makan anak-anak mereka Eggo wafel? Jadi implikasinya terhadap merek juga sangat tinggi. "
