Des chercheurs créent un test de détection de la contamination des produits alimentaires, en utilisant une technologie pouvant être imprimée à l'intérieur de l'emballage

Source ACS Nano 2021.

«Des chercheurs créent un test de détection de la contamination pour les produits laitiers, en utilisant une technologie pouvant être imprimée à l'intérieur de l'emballage», source communiqué de MacMaster University du 8 décembre 2021.  

Les chercheurs ont mis au point un test pour révéler la contamination bactérienne des produits laitiers bien avant qu'ils n'aient la chance d'atteindre les lèvres de qui que ce soit.

Des chercheurs de l'Université McMaster, avec le soutien de Toyota Tsusho Canada, Inc., ont prouvé une méthode qui permettra aux producteurs, aux conditionneurs et aux distributeurs de détecter la contamination bactérienne dans les produits laitiers simplement en lisant le signal d'un test imprimé à l'intérieur de chaque contenant.

La technologie peut être adaptée pour détecter les pathogènes alimentaires les plus courants et devrait également être efficace pour une utilisation avec d'autres aliments et boissons.

Une fois qu'il sera largement disponible, McMaster et Toyota Tsusho espèrent qu'il rendra l'approvisionnement alimentaire plus sûr et réduira considérablement le gaspillage alimentaire.

L’étude a été publiée dans la revue de nanotechnologie ACS Nano.

Le test dans sa forme actuelle fonctionne en isolant même des quantités infimes de bactéries infectieuses dans les produits laitiers - un défi technique qui jusqu'à présent était difficile à gérer.

«Le lait est un environnement très riche dont la biologie complexe peut masquer la présence de pathogènes, ce qui rend leur recherche difficile», explique Tohid Didar, titulaire d'une chaire de recherche du Canada à la McMaster School of Biomedical Engineering et auteur de l'article.

«En termes de défi technique, c'est similaire au sang.»

Le test fonctionne en imprimant sur la surface intérieure d'un récipient un patch insipide et sans danger pour les aliments qui repousse tout sauf les organismes cibles, à l'aide d'un biocapteur qui déclenche un changement dans le patch lorsque de tels organismes sont détectés.

Des chercheurs travaillent avec Toyota Tsusho Canada, Inc., une filiale indirecte de Toyota Tsusho Corporation au Japon, pour développer et commercialiser un prototype fonctionnel.

«Nous avons choisi le lait comme démonstration de la technologie parce que c'est un véritable défi. Le fait de savoir que la technologie fonctionne dans une solution aussi complexe signifie qu'elle peut fonctionner avec d'autres formes de produits alimentaires emballés, tels que la soupe ou le thon en conserve», explique le co-auteur Carlos Filipe, titulaire de la chaire de génie chimique de McMaster.

La réduction des maladies et du gaspillage alimentaire s'harmonise bien avec les valeurs de Toyota Tsusho Canada, explique Grant Town, vice-président de Toyota Tsusho Canada Inc.

«Chaque fois que nous travaillons pour générer de nouvelles affaires, cela doit apporter un avantage à la société», a déclaré Town. «La réduction du gaspillage alimentaire profitera à tout le monde, et Toyota Tsusho Canada y voit une excellente opportunité.»

La recherche fait partie d'un effort continu et plus large visant à faire de McMaster un centre de développement de capteurs en temps réel, de matériaux anti-pathogènes et d'autres produits qui améliorent la sécurité des aliments.

Les auteurs de la nouvelle recherche ont ensemencé du lait entier avec E. coli pour prouver que la technologie peut détecter même des traces de la bactérie.

Ayant prouvé son efficacité, disent les chercheurs, la technologie de détection peut facilement être appliquée à d'autres agents pathogènes d'origine alimentaire, tels que Listeria et Clostridium. Yingfu Li, professeur de biochimie et de sciences biomédicales et co-auteur de l'article, avait précédemment identifié divers biocapteurs capables de détecter des agents pathogènes spécifiques.

Les co-auteurs de Didar, Filipe et Li sont Hanie Yousefi, Sahar Esmaeili Samani, Shadman Khan, Akansha Prasad et Amid Shakeri, tous de McMaster.

Un patch de test couvrant plusieurs agents pathogènes pourrait être imprimé ou incorporé dans de nombreuses formes d'emballages, y compris des cartons, des pots en plastique, des sacs de lait et des bouteilles afin qu'il puisse être lu, visuellement ou avec un scanner, sans ouvrir l'emballage.

L'objectif à court terme est de mettre la technologie à la disposition des fabricants, des distributeurs et des distributeurs, mais si elle est largement adoptée, les consommateurs pourraient un jour utiliser des scanners portables pour vérifier les aliments juste avant de les consommer.

Aux lecteurs du blog

Grâce à la revue PROCESS Alimentaire, vous n'avez plus accès aux 10 052 articles initialement publiés par mes soins de 2009 à 2017 sur le lien suivant, http://amgar.blog.processalimentaire.com/. Triste histoire de sous ...

Une nouvelle nanotechnologie qui détruit les bactéries et les cellules fongiques

Une cellule fongique (verte) interactive avec une couche d'une épaisseur nano de phosphore noir (rouge). Image agrandie 25 000 fois.

«Un tueur de supermicrobes une nouvelle nanotechnologie qui détruit les bactéries et les cellules fongiques», source RMIT University.

Le revêtement antimicrobien d'une épaisseur nanométrique pourrait prévenir et traiter des infections potentiellement mortelles.

Des chercheurs ont mis au point un nouveau revêtement destructeur de bactéries qui pourrait être utilisé sur les pansements et les implants pour prévenir et traiter les infections bactériennes et fongiques potentiellement mortelles.

Le matériau est l'un des revêtements antimicrobiens les plus minces développés à ce jour et est efficace contre un large éventail de bactéries et de cellules fongiques résistantes aux médicaments, tout en laissant les cellules humaines indemnes.

La résistance aux antibiotiques est une menace majeure pour la santé mondiale, causant au moins 700 000 décès par an. Sans le développement de nouvelles thérapies antibactériennes, le nombre de morts pourrait s'élever à 10 millions de personnes par an d'ici 2050, ce qui équivaut à 100 milliards de dollars en soins de santé.

Bien que la charge sanitaire des infections fongiques soit moins reconnue, elles tuent environ 1,5 million de personnes chaque année dans le monde et le nombre de décès augmente. Une menace émergente pour les patients hospitalisés COVID-19, par exemple, est une champignon courante, Aspergillus, qui peut provoquer des infections secondaires mortelles.

Le nouveau revêtement d'une équipe dirigée par l'Université RMIT de Melbourne, en Australie, est basé sur un matériau 2D ultra-fin qui, jusqu'à présent, était principalement intéressant pour l'électronique de nouvelle génération.

Des études sur le phosphore noir (PN) ont indiqué qu'il possède certaines propriétés antibactériennes et antifongiques, mais le matériau n'a jamais été examiné méthodiquement pour une utilisation clinique potentielle.

La nouvelle étude, publiée dans la revue Applied Materials & Interfaces de l'American Chemical Society, révèle que le PN est efficace pour tuer les microbes lorsqu'il est répandue en couches nanométriques sur des surfaces comme le titane et le coton, utilisées pour fabriquer des implants et des pansements.

Le co-chercheur principal, le Dr Aaron Elbourne, a dit que la découverte d'un matériau capable de prévenir les infections bactériennes et fongiques était une avancée significative.

«Ces agents pathogènes sont responsables d'énormes fardeaux pour la santé et à mesure que la résistance aux médicaments continue de croître, notre capacité à traiter ces infections devient de plus en plus difficile», a dit Elbourne, boursier postdoc à la School of Science du RMIT.

SARM avant et après exposition au nanorevêtement.

«Nous avons besoin de nouvelles armes intelligentes pour la guerre contre les superbactéries, qui ne contribuent pas au problème de la résistance aux antimicrobiens.»

«Notre revêtement d'une épaisseur nanométrique est un double tueur de microbes qui agit en éclatant les bactéries et les cellules fongiques, ce à quoi les microbes auront du mal à s'adapter. Il faudrait des millions d'années pour développer naturellement de nouvelles défenses contre une attaque physique aussi mortelle.»

«Bien que nous ayons besoin de recherches supplémentaires pour être en mesure d'appliquer cette technologie dans des contextes cliniques, il s'agit d'une nouvelle direction passionnante dans la recherche de moyens plus efficaces pour relever ce grave défi de santé.

Le co-chercheur principal, le professeur Sumeet Walia, de la School of Engineering du RMIT, a précédemment mené des études révolutionnaires sur l'utilisation du PN pour la technologie de l'intelligence artificielle et l'électronique imitant le cerveau.

«Le PN s'arrête de fonctionner en présence d'oxygène, qui est normalement un énorme problème pour l'électronique et quelque chose que nous avons dû surmonter avec une ingénierie de précision minutieuse pour développer nos technologies», a dit Walia.

«Mais il s'avère que les matériaux qui se dégradent facilement avec l'oxygène peuvent être idéaux pour tuer les microbes - c'est exactement ce que recherchaient les scientifiques travaillant sur les technologies antimicrobiennes.»

«Notre problème était donc leur solution.»

Comment fonctionne la nanocouche tueuse de microbes ?

Lorsque le PN se décompose, il oxyde la surface des bactéries et des cellules fongiques. Ce processus, connu sous le nom d'oxydation cellulaire, finit par les éclater.

Dans la nouvelle étude, le premier auteur et chercheur en doctorat Zo Shaw a testé l'efficacité de couches nanométriques de PN contre cinq souches de bactéries courantes, dont E. coli et le SARM résistant aux antibiotiques, ainsi que cinq types de champignons, dont Candida auris.

En seulement deux heures, jusqu'à 99% des cellules bactériennes et fongiques ont été détruites.

Surtout, le PN a également commencé à se dégrader pendant ce temps et a été entièrement désintégré en 24 heures - une caractéristique importante qui montre que le matériau ne s'accumulerait pas dans le corps.

L'étude de laboratoire a identifié les niveaux optimaux de PN qui ont un effet antimicrobien mortel tout en laissant les cellules humaines saines et entières.

Les chercheurs ont désormais commencé à expérimenter différentes formulations pour tester l'efficacité sur une gamme de surfaces médicalement pertinentes.

L'équipe souhaite collaborer avec des partenaires potentiels de l'industrie pour développer davantage la technologie, pour laquelle une demande de brevet provisoire a été déposée.

Une surface autonettoyante qui repousse même les superbactéries les plus dangereuses, selon des chercheurs de l'Université McMaster

C'est de nouveau Noël, voici « Le revêtement antiadhésif ultime », source communiqué de l’Univesité McMaster. Il s’agit d’une surface autonettoyante qui repousse même les superbactéries les plus dangereuses ...

Une équipe de chercheurs de l'Université McMaster a développé une surface autonettoyante qui peut repousser toutes les formes de bactéries, prévenant le transfert de superbactéries résistantes aux antibiotiques et d'autres bactéries dangereuses dans des environnements allant des hôpitaux aux cuisines.

La nouvelle surface en plastique - une forme traitée de pellicule transparente conventionnelle - peut être utilisée sous film rétractable sur les poignées de porte, les garde-corps, les tiges porte-sérum et d'autres surfaces qui peuvent être des aimants pour des bactéries telles que le SARM et C. difficile.

Le matériau traité est également idéal pour l'emballage alimentaire, où il pourrait arrêter le transfert accidentel de bactéries telles que E. coli, Salmonella et Listeria du poulet cru, de la viande crue et d'autres aliments, comme cela a été décrit dans un article publié par la revue ACSNano.

La recherche a été dirigée par les ingénieurs Leyla Soleymani et Tohid Didar, qui ont collaboré avec des collègues de l'Institut de recherche sur les maladies infectieuses de McMaster et du Centre canadien de microscopie électronique de McMaster.

Leurs co-auteurs de l’article comprennent Sara M. Imani, Roderick Maclachlan, Kenneth Rachwalski, Yuting Chan, Bryan Lee, Mark McInnes, Kathryn Grandfield et Eric D. Brown.

Inspirée par la feuille de lotus hydrophobe, la nouvelle surface fonctionne grâce à une combinaison d'ingénierie de surface et de chimie à l'échelle nanométrique. La surface est texturée avec des rides microscopiques qui excluent toutes les molécules externes. Une goutte d'eau ou de sang, par exemple, rebondit simplement lorsqu'elle atterrit à la surface. Il en va de même pour les bactéries.

« Nous ajustons structurellement ce plastique », explique Soleymani, ingénieur physicien. « Ce matériau nous donne quelque chose qui peut être appliqué à toutes sortes de choses. »

La surface est également traitée chimiquement pour améliorer encore ses propriétés répulsives, qui devient une barrière flexible, durable et peu coûteuse à reproduire.

« Nous pouvons voir que cette technologie est utilisée dans toutes sortes de contextes institutionnels et domestiques », explique Didar.

« Alors que le monde est confronté à la crise de la résistance antimicrobienne, nous espérons qu'elle deviendra une partie importante de la boîte à outils antibactérienne. »

Les chercheurs ont testé le matériel en utilisant deux des formes de bactéries résistantes aux antibiotiques les plus troublantes: le SARM et Pseudomonas, avec la collaboration de Brown et de ses collègues de l'Institut McMaster de recherche sur les maladies infectieuses.

Grandfield a aidé l'équipe à vérifier l'efficacité de la surface en capturant des images au microscope électronique montrant que pratiquement aucune bactérie ne pouvait se transférer sur la nouvelle surface.

Les chercheurs espèrent travailler avec un partenaire commercial pour développer des applications commerciales pour un emballage.

Un nouveau test détecte la contamination bactérienne en 90 minutes, selon une étude

« Un nouveau test détecte la contamination bactérienne en 90 minutes, selon une étude », source Meatingplace du 2 février 2019.

Des chercheurs de l'Université Queen's à Belfast ont mis au point un nouveau test comprenant un biomarqueur enzymatique capable de détecter les marqueurs enzymatiques de maladies, appelés protéases, chez l'homme, les animaux et les produits alimentaires.

En utilisant cette approche, les protéases peuvent être détectées en 90 minutes sans recourir à du matériel de laboratoire compliqué ou coûteux et ne doivent pas nécessairement être réalisées en laboratoire, ont indiqué les chercheurs dans un communiqué de presse.

Les protéases sont essentielles à la croissance microbienne et sont responsables de la progression de nombreuses maladies. Les taux de protéases peuvent être très élevés dans l'urine des patients atteints de néphropathie diabétique ou sur les plaies infectées. Dans les aliments, les protéases produites par des bactéries contaminant la viande et les produits laitiers peuvent conduire à la rancidité, ainsi qu’à une diminution de la durée de conservation et de la qualité.

Le nanocapteur à base de nanoparticules d'or indique le moment où les protéases sont présentes lors d'une réaction visible de changement de couleur. L'approche a été testée sur du lait et de l'urine, mais elle pourrait être adaptée à plusieurs autres applications, ont rapporté les chercheurs.

Le chercheur principal, Cuong Cao, a déclaré que la portée potentielle du nouveau test est « énorme ».

« L'utilisation de molécules autres que la caséine pour recouvrir la surface a le potentiel de détecter d'autres types de biomarqueurs enzymatiques », a dit Cao. « [Cette nouvelle approche] pourrait changer le paysage de la détection et du diagnostic des biomarqueurs enzymatiques, ce qui aurait un impact non seulement sur la sécurité des aliments, mais aussi sur le diagnostic des maladies liées aux enzymes chez les animaux et chez l'homme. »

L'article est paru en accès libre dans la revue Nano Research.