Voici comment cela fonctionne: Mélangez de minuscules bulles spéciales avec du liquide susceptible de contenir la bactérie E. coli . Placez un code QR sous la boîte de Pétri et allumez l'appareil photo de votre téléphone. Si le téléphone peut lire le code, c'est sécurisé. Sinon, il y a E. coli .
Telle est la conclusion d'une recherche publiée dans la nouvelle revue de la American Chemical Society, Central Science . La technique repose sur la conception des gouttelettes microscopiques et ses auteurs affirment qu’elle pourrait potentiellement réduire considérablement le temps nécessaire au test des aliments.
L'empoisonnement alimentaire est un grave problème, même aux États-Unis, avec E. coli causant 73 000 maladies et 60 décès par an, selon les données de Centers for Disease Control and Prevention de 1999. C'est fondamental, mais accélérer les tests devrait signifier davantage de tests .
"Le gros problème est que, lorsque vous fabriquez des aliments, si vous n'avez pas quelque chose qui correspond à votre processus de fabrication, vous devez stocker le produit dans un lieu de stockage [pour le tester], " déclare Tim Swager, professeur de chimie au MIT et auteur de l'étude. «Vous avez besoin de quelque chose qui dure pratiquement quelques minutes, ou peut-être quelques heures, pas un jour ou des dizaines d'heures. Et c’est là que se situe l’état actuel de la technologie. C'est trop lent et très coûteux.
L’équipe de Swager mélange deux types de matériaux dans des gouttelettes de taille micrométrique appelées émulsions Janus. Ils commencent par deux matériaux: les hydrocarbures (H2O lié au carbone, comme dans les gaz combustibles) et le fluorocarbone (le fluor lié au carbone, un matériau utilisé dans les lignes de pêche). Ils chauffent les deux fluides et les forcent ensemble à travers de minuscules canaux, les injectant dans de l'eau qui coule un peu comme un tuyau qui se déverse dans une rivière. Lorsque les particules se refroidissent, elles forment des sphères moitié hydrocarbonées, moitié fluorocarbonées.
Les scientifiques attachent à ces gouttelettes une protéine végétale appelée lectine, qui se lie à E. coli . Normalement, le côté plus lourd des gouttelettes fluorocarbonées les maintient au même niveau, le tout avec leurs hémisphères d'hydrocarbures dirigés vers le haut. Dans cet état, ils agissent comme une lentille avec une distance focale infinie; la lumière traverse en ligne droite. Mais lorsque la lectine se lie, la bactérie qui s'y attache modifie l’équilibre des gouttelettes, les faisant basculer de leur côté. Lorsque cela se produit, la réfraction disperse la lumière et bloque tout ce qui se trouve en dessous.
A gauche, les gouttelettes de Janus vues d'en haut. Une fois que les gouttelettes rencontrent leur cible, une protéine bactérienne, elles s'agglutinent (à droite). (Qifan Zhang) Les chercheurs ont testé cette technique sur plusieurs types d' E. Coli bénins et envisagent de l'étendre à d'autres bactéries, voire à d'autres types d'agents pathogènes.
«Le fait qu’ils puissent si bien réagir, ils peuvent basculer, nous pouvons les réorienter et ils se comportent comme des lentilles, et que nous utilisons la gravité pour les aligner. Ce sont de nombreux ingrédients vraiment inhabituels, mais c’est vraiment une plate-forme puissante », déclare Swager.
L'application de la technologie aux souches pathogènes est faisable, mais vous auriez besoin d'une structure de liaison différente pour chacune d'elles, a déclaré John Mark Carter, ancien chercheur en contaminants d'origine alimentaire à l'USDA, qui consulte actuellement dans le même secteur.
«Ce n'est vraiment pas aussi facile que ça en a l'air», déclare Carter. "La nourriture contient beaucoup de choses qui lient une variété de surfaces de manière non spécifique."
Il ajoute que les gouttelettes doivent être équilibrées avec précision, ce que les chercheurs ont pu faire, mais cela devient beaucoup plus problématique lors des tests de sécurité des aliments dans la vie réelle. Carter est surpris que les chercheurs proposent un test alimentaire à ce stade. «Vous ne devriez vraiment pas parler de nourriture avant de faire des expériences avec de la nourriture», dit-il.
De plus, les limites de sensibilité pour E. coli dans les aliments sont bien inférieures à ce que cette technique peut encore offrir. Swager a pu détecter la présence d' E. Coli lorsqu'il y avait environ 10 000 cellules par ml de solution. En 2010, la FDA a réduit la quantité d' E. Coli non toxique autorisée dans le fromage (une sorte de limite d'assainissement général) de 100 MPN (nombre le plus probable) par gramme à 10 MPN. L'année dernière, l'agence a reculé, affirmant que cela n'avait pas eu d'incidence sur la santé publique, mais que pour la sécurité alimentaire et la présence d' E. Coli toxique, la tolérance est de zéro. Aucune technologie ne peut détecter une seule cellule d' E. Coli, c'est pourquoi les normes actuelles reposent sur la croissance de colonies dans une boîte.
«Une bactérie suffit à vous tuer», déclare Carter. «Si la concentration de bactéries est très élevée, vous pouvez la détecter sans amplification. Mais presque tout le monde la cultive… vous devez la cultiver, car vous ne pouvez pas détecter une bactérie. ”
Si la technologie de Swager doit se généraliser dans l’industrie, il convient de remédier à ces problèmes, puis de mener des études parallèles pour la comparer aux normes en vigueur. En l'absence de cela, il pourrait y avoir des applications pour le contrôle de qualité interne dans l'industrie alimentaire (bien que la sensibilité de détection reste un problème).
«Les gaufres Eggo ont eu un rappel [en 2016]. Ce n’était pas un rappel énorme, mais c’était de la listeria », déclare Swager. «Quand mes enfants étaient petits, je leur donnais des gaufres Eggo et ils sortaient par la porte pour aller à l'école. Mais vous savez, vous avez un rappel de produit comme celui-ci. Combien de temps faudra-t-il avant que les parents aillent nourrir leurs enfants avec des gaufres Eggo? Les implications pour les marques sont donc également très importantes. "
