به نقل از «ایران اکونومیست»

ابتکار دانشمند ایرانی برای تشخیص آلودگی غذاهای بسته‌بندی‌شده

تاریخ انتشار: ۸ مرداد ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۳۴۷۹۲۳

دکتر «توحید دیدار» دانشمند ایرانی «دانشگاه مک‌مستر»، یک دستگاه جدید ابداع کرده است که می‌تواند باکتری مواد غذایی بسته‌بندی‌شده را در لحظه و با حداقل نیاز به تجهیزات آزمایشگاهی یا پرسنل متخصص تشخیص دهد.

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از ادونسد ساینس نیوز، اگر تا به حال پس از یک مهمانی معده‌درد داشته‌اید، این احتمال وجود دارد که به مسمومیت غذایی مبتلا شده باشید.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

این نوع بیماری‌ها معمولا در اثر مصرف غذاها یا نوشیدنی‌های آلوده به عوامل بیماری‌زا مانند باکتری‌ها، ویروس‌ها، انگل‌ها یا قارچ‌ها ایجاد می‌شوند. با وجود این که سالانه از هر ۱۰ نفر یک نفر در سراسر جهان تحت تاثیر بیماری‌های ناشی از غذا قرار می‌گیرد، این بیماری‌ها همچنان یک چالش مهم برای سیستم‌های مراقبت بهداشتی هستند.

«سالمونلا»(Salmonella) نوعی باکتری است که در دستگاه گوارش حیوانات خونگرم مانند پرندگان و پستان‌داران از جمله انسان زندگی می‌کند. دکتر «توحید دیدار»(Tohid Didar) دانشمند ایرانی «دانشگاه مک‌مستر»(McMaster University) کانادا و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: سالمونلا یکی از شایع‌ترین آلاینده‌های غذایی است. این باکتری عامل ابتلا به بیماری «گاستروانتریت»(Gastroenteritis) با علائمی مانند اسهال، ناراحتی شدید شکمی، تب و استفراغ است.

دولت‌ها برای کاهش خطر ابتلا به بیماری‌های ناشی از غذا، بررسی‌های بهداشتی را در نقاط گوناگون زنجیره تولید مواد غذایی انجام می‌دهند. روش مرجع برای تشخیص دادن پاتوژن‌های غذایی، کشت است که حضور عوامل بیماری‌زا را با آزمایش توانایی آنها برای رشد یافتن در شرایط بهینه تأیید می‌کند اما این روش، پر زحمت و کند است (برای باکتری‌ها یک هفته و برای قارچ‌ها بیشتر طول می‌کشد) زیرا به نمونه‌برداری در محل تولید، ارسال نمونه‌ها به آزمایشگاه و تجزیه‌وتحلیل آنها با استفاده از تجهیزات تخصصی و پرسنل آموزش‌دیده نیاز دارد.

دیدار و همکارانش برای برطرف کردن این محدودیت‌ها، تلاش‌های ویژه‌ای داشتند. آنها یک دستگاه هوشمند را طراحی کردند که نام آن را «آزمایشگاه در یک بسته»(lab-in-a-package) گذاشتند. این دستگاه هوشمند می‌تواند سطوح خطرناک باکتری‌ها را به سرعت و حتی بدون باز کردن بسته‌بندی مواد غذایی تشخیص دهد.

این گروه پژوهشی، یک حسگر ویژه را برای گونه‌ای از سالمونلا موسوم به «سالمونلا تیفی‌موریوم»(Salmonella Typhimurium) طراحی کردند که بیشتر با مرغ و سایر محصولات طیور مرتبط است. آنها با استفاده از دستگاه هوشمند خود توانستند با موفقیت سالمونلا تیفی‌موریوم موجود در مرغ آلوده را در لحظه و با حساسیت بالا شناسایی کنند.

ابداع آزمایشگاه در یک بسته

دانشمندان برای برطرف کردن نیاز ارسال نمونه‌ها به آزمایشگاه و روش کشت، چندین پلتفرم حسگر زیستی را برای نظارت بر مواد غذایی ابداع کرده‌اند اما هر کدام از آنها محدودیت‌های خاص خود را دارند.

فرآیند کشت و فناوری‌های نظارتی مدرن باعث ایجاد ضایعات قابل توجهی می‌شوند زیرا برای جمع‌آوری نمونه‌ها به باز کردن بسته‌ها نیاز دارند. دیدار و همکارانش برای برطرف کردن این مشکل، یک سینی مخصوص ابداع کردند که به یک روزنه برای تشخیص عامل بیماری‌زا در قسمت پایین مجهز است. سینی علاوه بر این که کاربرد ظرف را دارد، مایعات را از غذا به حسگر منتقل می‌کند تا بدون نیاز به باز کردن بسته، نمونه‌برداری از کل محصول انجام شود. ادغام حسگر با سینی، کنترل انفرادی محصولات را نیز تضمین می‌کند و مشکل نمایش ضعیف را هنگام کنترل برطرف می‌سازد.

دیدار خاطرنشان کرد که فناوری‌های نوین نظارت بر مواد غذایی اغلب به واکنش‌گرهای مکمل نیاز دارند و باید پیش از شناسایی، سالم‌سازی شوند اما واکنش‌گرها ممکن است سایر خواص مواد غذایی مانند طعم، بو و رنگ را که معمولا پیش از رسیدن به دست مصرف‌کننده کنترل می‌شوند، تغییر دهند. دیدار و گروهش برای جلوگیری از این امر، واکنش‌گرهای مرحله تشخیص را که در غشای بالای حسگر جذب می‌شوند، وارد کردند.

انتخاب کردن عناصر درست

دیدار و گروهش برای ساختن دستگاه آزمایشگاه در یک بسته، ابتدا قطعات پلتفرم را به صورت جداگانه تنظیم کردند. از آنجا که مرغ اغلب با آلودگی‌های سالمونلا مرتبط است، آنها در این آزمایش‌ها از مایعاتی استفاده کردند که مرغ آنها را هنگام ذخیره‌ شدن منتشر می‌کند.

آنها برای شروع، سینی‌هایی با شیب‌های جانبی متفاوت(۴۵ درجه، ۶۰ درجه و ۹۰ درجه) طراحی کردند تا آزمایش کنند که کدام برای هدایت مایعات منتشرشده از مرغ به سوی روزنه حسگر بهتر است. آنها سینی شیب‌دار ۴۵ درجه را برای پلتفرم انتخاب کردند زیرا دریافتند که مایعات را سریع‌تر و کارآمدتر موقعیت‌یابی می‌کند.

این گروه پژوهشی، چندین ماده از جمله پنبه، سلولز و پلی‌استر را برای غشاء در نظر گرفتند. آنها پس از ارزیابی کامل، غشاهای پنبه‌ای را انتخاب کردند زیرا تخلخل بهتری نسبت به سایر مواد نشان دادند و در آزمایش‌های جذب و نگهداری مایع به خوبی عمل کردند که ویژگی بسیار مهمی در جلوگیری از انتشار واکنش‌گرها در غذا است.

پژوهشگران برای ساخت حسگر سالمونلا تیفی‌موریوم، از یک مولکول آران‌ای استفاده کردند که به طور ویژه توسط آنزیم این باکتری شناسایی و شکافته شد. در محل برش آران‌ای، یک جفت مولکول به نام «فلوروفور»(Fluorophore) و «کوئنچر»(Quencher) وجود دارد.

دیدار توضیح داد: آران‌ای پیش از تماس با آنزیم، در حالت پیش از شکاف خود قرار دارد. این حالتی است که کوئنچر، سیگنال فلورسنت فلوروفور را می‌پوشاند. آنزیم در حضور سالمونلا تیفی‌موریوم، مولکول آران‌ای را می‌شکافد و باعث جدا شدن کوئنچر از فلوروفور می‌شود. این امر، سیگنال فلورسنت فلوروفور را فعال می‌کند و نشان می‌دهد که آلودگی سالمونلا تیفی‌موریوم رخ داده است.

شواهد آزمایش

محصولات آماده برای خوردن به دلیل زنجیره تولید طولانی‌تر، به‌ طور ویژه در برابر آلودگی آسیب‌پذیر هستند. بنابراین، دانشمندان دستگاه را با آزمایش روی مرغ پخته تایید کردند.

دانشمندان برای بررسی حساسیت دستگاه، مرغ آماده مصرف را با مقادیر رو به افزایش سالمونلا تیفی‌موریوم آلوده کردند. این پلتفرم، کمتر از ۱۰۰۰ باکتری را در هر میلی‌لیتر شناسایی کرد و به غلظت باکتری پاسخ مثبت داد. این بدان معناست که مقدار بیشتری از میکروارگانیسم‌ها، فلورسانس روشن‌تری را می‌دهد. این پاسخ بیش از الزامات روش‌های کنونی کنترل است که فقط به دنبال پاسخ مثبت یا منفی هستند.

یک پلتفرم حسگر زیستی فقط باید به میکروارگانیسمی پاسخ دهد که برای آن طراحی شده است. نتایج دستگاه آزمایشگاه در یک بسته، در آزمایش ویژگی چشمگیر بود. این دستگاه توانست سالمونلا تیفی‌موریوم را در قطعات مرغ آلوده به مخلوطی از این باکتری و سایر باکتری‌های متداول غذایی شناسایی کند. علاوه بر این، دستگاه به آلودگی با مخلوطی که فقط حاوی باکتری‌های غیر از سالمونلا تیفی‌موریوم بود، پاسخ نداد.

آلودگی مواد غذایی می‌تواند در هر مرحله از زنجیره غذایی، به دلیل بهداشت پایین محل کار و وسایل آشپزی رخ دهد. برای ارزیابی عملکرد آزمایشگاه در یک بسته روی منابع گوناگون آلودگی، پژوهشگران آن را با قطعات مرغی که در تماس با چاقو، دستکش و سطح آلوده بودند، به چالش کشیدند. دستگاه در همه موارد توانست سالمونلا تیفی‌موریوم را به طور موثر شناسایی کند.

محصولاتی که در فروشگاه‌ها عرضه می‌شوند، به دلیل نوسانات در شرایط محیطی ممکن است حاوی باکتری کمتری نسبت به محصولات آزمایشگاه باشند که به صورت مصنوعی آلوده شده‌اند. بنابراین، دیدار گفت که برای به دست آوردن نتایج واقعی‌تر، ارزیابی‌ها باید روی محصولات فروشگاه‌ها انجام شوند.

در هر حال، دیدار همچنان نسبت به عملکرد این دستگاه هوشمند خوشبین است. وی افزود: ما معتقدیم که این فناوری به سرعت به تجاری‌سازی نزدیک می‌شود. پلتفرم بسته‌بندی ما نشان‌دهنده سیستمی است که دانشمندان دیگر می‌توانند آن را برای نظارت کارآمد روی محصولات بسته‌بندی‌شده با استفاده از حسگرهایی که خودشان ابداع کرده‌اند، به کار ببرند.

این پژوهش، در مجله «Advanced Materials» به چاپ رسید.

 

منبع: خبرگزاری ایسنا برچسب ها: مسمومیت غذایی ، باکتری ، دانشمند ایرانی

منبع: ایران اکونومیست

کلیدواژه: مسمومیت غذایی باکتری دانشمند ایرانی دانشمند ایرانی دستگاه هوشمند مواد غذایی بیماری ها بسته بندی باکتری ها آران ای

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۳۴۷۹۲۳ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

دانشکده طراحی سوئیس: مبلمان را در بسته بندی به اندازه پیتزا بخرید، در خانه به اندازه واقعی می رسند! (+عکس)

عصر ایران - پژوهشگران دانشکده طراحی سوئیسی ÉCAL به تازگی مجموعه جالبی از مبلمان با بسته بندی تخت را معرفی کرده اند. آیتم های این مجموعه جذاب باید در آب غوطه ور شده تا به فرم نهایی خود برسند.

این مجموعه مبلمان که به نام "محلول های زیر فشار" (Under Pressure Solutions) یا به اختصار یو پی اس (UPS) شناخته می شود، از ورقه های نازک و فشرده ای از اسفنج سلولزی ساخته شده اند که امکان قرارگیری محصول در بسته بندی تخت را فراهم می کند. در حقیقت، برخی از اقلام این مجموعه به اندازه کافی فشرده هستند تا درون صندوق پست قرار بگیرند و از این طریق حمل و نقل کارآمدتر را تسهیل می کنند.

تبدیل ورقه اسفنج به مبلمان کاربردی با کمک آب!

محصولات این مجموعه مبلمان باید در آب خیس شوند که به آنها اجازه می دهد در چند ثانیه تا حدود 10 برابر اندازه اصلی خود بزرگ شوند. سپس، آب اضافه اسفنج از طریق اعمال فشار گرفته شده و باید اجازه دهید تا خشک و سخت شود. در نهایت، فرمی از مبلمان محکم و بادوام تشکیل می شود که تحمل وزن انسان را دارد. این مجموعه مبلمان اسفنجی از نظر دوام نسبت به فوم پلاستیک معمولی عملکرد بهتری دارد.

به گفته کریستوف گوبران، پژوهشگر و طراح صنعتی ÉCAL، سلولز بخشی از طبیعت است، از این رو، مانند یک درخت، می تواند انعطاف پذیر و در عین حال قوی باشد. این اسفنج از طریق چوب تراشی استخراج می شود و استحکام آن از همان الیاف سلولزی که یک درخت برای تقویت تنه و شاخه های خود استفاده می کند، سرچشمه می گیرد.

برای ایجاد اسفنج، سلولز از طریق چوب تراشی حاصل می شود. سپس سلولز به صورت شیمیایی حل شده و با کمک فرآیندی که برای تولید ویسکوز و دیگر منسوجات سلولزی استفاده می شود، برای ایجاد ورق ها بازسازی می شود. سپس، نمک گلوبر به ترکیب اضافه می شود که در ایجاد منافذ اسفنج نقش داشته و توانایی سلولز برای جذب آب را افزایش می دهد. این ماده به عنوان ورق های استاندارد فروخته می شود که سپس فشرده شده و پسابیده می شود تا پشتیبان حمل و نقل راحت و آسان باشد.

با افزودن مقداری آب، قطعات مختلف مبلمان می توانند بار دیگر انعطاف پذیر شده و با هموار کردن هر گونه فرورفتگی قابل تعمیر هستند. هنگامی که چرخه عمر این مبلمان به پایان می رسد، می توان آن را بازیافت یا کمپوست کرد.

کانال عصر ایران در تلگرام بیشتر بخوانید: هوش مصنوعی مبلمان را این شکلی لوکس و زیبا می داند! (+عکس)