Un capteur qui détecte les aliments quand ils sont altérés

Sceptique quant à la date limite de consommation de vos courses ?

Le développement d'un minuscule capteur pH par une étudiante de SMU pourrait être un prédicteur de fraîcheur de nouvelle génération pour les aliments conditionnés, source communiqué de la Southern Methodist University du 16 mars 2023.

Khengdauliu Chawang, étudiante diplômée de SMU, a développé un capteur pH miniature qui peut dire quand l’aliment s'est altéré en temps réel. La création de l'appareil était une chose personnelle pour elle.

Oubliez cette date de péremption de votre saumon ou votre yaourt. Une étudiante diplômée de la SMU (Southern Methodist University) a mis au point un capteur miniature du pH qui peut dire quand les aliments se sont avariés en temps réel.

Le capteur flexible du pH ne mesure que 2 mm de long et 10 mm de large, ce qui permet d'intégrer le capteur dans les méthodes actuelles d'emballage alimentaire, telles que les emballages en plastique. Les industries utilisent généralement des capteurs beaucoup plus volumineux - environ 2,5 cm de long sur 33 cm de large - pour mesurer le pH, ils ne conviennent donc pas pour être inclus dans chaque emballage d’aliment pour surveiller sa fraîcheur en temps réel.

«Les capteurs de pH que nous avons développés fonctionnent comme un petit dispositif d'identification par radiofréquence sans fil - similaire à ce que vous trouvez à l'intérieur de votre étiquette de bagage après qu'elle a été vérifiée dans les aéroports. Chaque fois qu'un emballage alimentaire avec notre appareil passe un point de contrôle, tel que des centres logistiques d'expédition, des ports, des portes ou des entrées de supermarchés, il peut être scanné et les données peuvent être renvoyées à un serveur qui suit leurs pH», a dit Khengdauliu Chawang, étudiante en doctorat à la Lyle School of Engineering du SMU et créateur principal de l'appareil. «Une telle configuration permettrait une surveillance continue du pH et détecterait avec précision les limites de fraîcheur tout au long du trajet, des fermes aux maisons des consommateurs.»

Le concours Big Ideas de l'Institute of Electrical and Electronics Engineer (IEEE) lors de la conférence 2022 IEEE Sensors a décerné à Chawang le prix de la meilleure entreprise appartenant à des femmes pour son invention, qu'elle a construite avec le soutien de J.-C. Chiao, professeur au département de génie électrique et informatique de la Lyle School.

Comment ça fonctionne ?

Le niveau de fraîcheur des aliments est directement corrélé aux niveaux de pH, a expliqué Chawang. Par exemple, les aliments dont le pH est supérieur à la plage normale indiquent des aliments altérés, car les champignons et les bactéries se développent dans des environnements à pH élevé. Ainsi, des changements soudains de pH dans le stockage des aliments pendant la production et l'expédition peuvent indiquer une éventuelle altération des aliments.

Le niveau de pH est mesuré par la concentration d'ions hydrogène présents dans une substance ou une solution.

Étant donné que les ions hydrogène sont des molécules chargées électriquement, les électrodes du capteur de pH de Chawang peuvent détecter la charge électrique générée par la concentration d'ions hydrogène dans les aliments, convertissant le niveau en valeurs de pH à l'aide de ce que l'on appelle l'équation de Nernst.

Le capteur de pH a été testé avec succès sur des aliments comme le poisson, les fruits, le lait et le miel, a dit Chawang. D'autres tests sont en cours.

Le capteur est fabriqué avec une très petite quantité de matériaux biocompatibles et utilise des technologies d'impression sur des films flexibles.

«L'ensemble du processus est similaire à l'impression de journaux. Le traitement ne nécessite pas d'équipement coûteux, ni d'environnement de salle blanche pour semi-conducteurs », a dit le professeur Chiao. «Ainsi, les coûts sont faibles et rendent le capteur jetable.»

Chiao et l'étudiante diplômée Chawang étudient si le dispositif à électrodes qu'ils ont développé pour surveiller les aliments pourrait également être utilisé pour assurer une fermentation fiable du fromage et du vin. En outre, la même technologie pourrait avoir des applications potentielles dans la détection des signes avant-coureurs de septicémie ou d'infection des plaies lorsqu'elles sont utilisées sur la peau, a dit Chawang.

Chiao, qui a rejoint la faculté SMU en 2018, est largement reconnu pour ses recherches sur l'utilisation des ondes électromagnétiques dans des applications médicales, notamment les systèmes de gestion de la douleur en boucle fermée et la gestion de la motilité gastrique.

Une vidéo accompagne le communiqué.

Stabilité du virus de l’hépatitis E à différents pH

Dans un article à paraître dans International Journal of Food Microbiology, des scientifiques allemands ont étudié la stabilité du virus de l’hépatitis E (VHE) à différents pH.

Faits saillants

• Optimisation d'une méthode de culture cellulaire pour des tests de stabilité du pH du VHE
• Seule une infectiosité minimale diminue de pH 2 à pH 9 pendant 3h à 23°C
• Inactivation importante à pH 1 et pH 10 pendant 3h à 23°C
• < 0,8 log₁₀ de baisse de pH 4,5 à pH 6,5 dans D/L acide lactique pendant 7 jours.
• Du VHE infectieux résiduel est attendu après le fumage des produits carnés.

Résumé

L'infection par le virus de l'hépatite E (VEH) peut provoquer une hépatite aiguë et chronique chez l'homme. Le VEH à génotype 3 est principalement transmis par la consommation de produits de viande crus et fermentés préparés à partir de porcs infectés ou de sangliers.

L'abaissement du pH pendant la fermentation est l'un des obstacles microbiologiques considérés comme inhibant la croissance de certains agents pathogènes. Cependant, aucune donnée n'est actuellement disponible sur la stabilité du pH du VHE. Comme aucune mesure fiable et reproductible de l'infectiosité du VHE dans les produits à base de viande n'a été établie jusqu'à présent, la stabilité de la souche 47832c du génotype 3 du VHE adaptée à la culture cellulaire a été analysée ici dans un tampon phosphate salin (PBS) tamponné à différentes valeurs de pH.

Seule une diminution minimale de l'infectiosité (jusqu'à 0,6 log₁₀ focus forming units) a été retrouvée après traitement de pH 2 à 9 pendant 3h à température ambiante. À pH 10, une diminution d'environ 3 log₁₀ était évidente, alors qu'aucun virus restant (diminution > 3,5 log10) n'a été détecté à pH 1. Les conditions habituellement atteintes pendant le fumage de saucisses crues ont été simulées en utilisant de l'acide lactique (D/L) ajouté au PBS résultant en pH 4,5 à pH 6,5. Après incubation à 4°C pendant 7 jours dans ces conditions, aucune différence significative par rapport à une solution standard de PBS à pH 7,7 n'a été évidente. À température ambiante, une diminution de 0,8 log₁₀ a été retrouvée à pH 4,7 après 7 jours d'incubation par rapport à pH 7,7, mais moins aux autres valeurs de pH.

En conclusion, seuls des effets d'inactivation minimes ont été constatés dans des conditions de pH qui se produisent couramment pendant la transformation des aliments. Par conséquent, le virus infectieux restant pourrait être présent dans les produits de viande fermentée si une matière de départ contaminée par le VHE était utilisée. Des effets supplémentaires d'autres facteurs tels que des concentrations élevées de sel et de faibles valeurs d'a_w devraient être étudiés dans de futures études.

Mots clés

Virus de l'hépatite E, Culture cellulaire Stabilité, Inactivation, Valeur de pH.