La chaîne d’approvisionnement qui amène la viande sur le marché mondial est très complexe et généralement très efficace. Mais lorsque des perturbations dans une partie du monde peuvent entraîner des retards de transport un océan et un continent plus loin, la détérioration de la viande devient un risque très réel pour les producteurs, les vendeurs et les consommateurs de denrées alimentaires. Cela est particulièrement vrai si les protocoles d’inspection des aliments sont laxistes.
Pour améliorer la salubrité des aliments, un groupe de chercheurs de Concordia a conçu une nouvelle technologie peu coûteuse, fiable et conviviale qui identifie la présence de la toxine putrescine dans le bœuf. Comme son nom l’indique, la putrescine est responsable des odeurs nauséabondes des viandes en putréfaction et, si elle est consommée à fortes doses, peut provoquer des maux de tête, des vomissements, des diarrhées et des palpitations cardiaques. Il a également été lié à des risques plus élevés de cancer colorectal.
Les chercheurs expliquent comment ils ont développé le biocapteur synthétique à base de papier dans la revue Applied Bio Materials en utilisant une protéine trouvée dans la nature.
« Fabriquer un biocapteur rapide et facile à utiliser pour que les gens vérifient la qualité de la nourriture qu’ils mangent donne du pouvoir », déclare l’auteur principal Alaa Selim, MSc 22, qui poursuit actuellement son doctorat. à la Vaccine and Infectious Disease Organization de l’Université de la Saskatchewan. « Nous voulions créer un appareil que tout le monde pourrait utiliser, qui soit jetable et ne contienne aucun matériau toxique. »
Ses co-auteurs incluent son ancien doctorat. collègues étudiants du Shih Microfluidics Lab, James Perry, Mohamed Nasr et Jay Pimprikar, ainsi que Steve Shih, professeur agrégé de génie électrique et informatique.
Les résultats s’améliorent avec le temps
La technique derrière le capteur repose sur la synthèse protéique sans cellule, qui produit une protéine en utilisant la machinerie biologique d’une cellule sans utiliser réellement la cellule vivante. Les chercheurs ont découvert que la protéine répresseur de putrescine PuuR, présente dans la bactérie E. coli, pouvait être utilisée pour indiquer la présence de putrescine.
Lors d’un test en laboratoire, la putrescine a été ajoutée au système sans cellule qui produisait le répresseur dans une solution et placée sur un dispositif en papier pour voir si les chercheurs pouvaient voir visuellement la présence de putrescine sous la lumière UV. Au bout d’une heure, les chercheurs ont constaté que le biocapteur détectait la présence de putrescine ; après quatre heures, ils étaient convaincus que leurs lectures étaient très précises.
Ils ont ensuite procédé à des tests sur des échantillons de viande réels. De petites tranches de bœuf conservées au congélateur, au réfrigérateur et à température ambiante ont été comparées pour voir la quantité de putrescine accumulée sur plusieurs jours.
Comme prévu, les échantillons du congélateur et du réfrigérateur avaient de très faibles niveaux de putrescine, tandis que celui conservé à température ambiante présentait des niveaux assez élevés, suffisamment pour rendre malade quiconque pourrait en manger. Ils ont comparé les résultats de leur biocapteur à ceux d’une chromatographie de haute technologie utilisée dans l’inspection des aliments et ont constaté que leurs résultats étaient quelque peu corrélés.
Une technologie fondamentale
Bien qu’une version entièrement fonctionnelle et disponible dans le commerce du biocapteur ne soit pas disponible de sitôt, les chercheurs sont optimistes quant à son potentiel.
« Nous pensons que notre travail est une première étape vers l’utilisation de capteurs dans l’industrie de la préparation de la viande », déclare Shih, titulaire de la chaire de recherche de l’Université Concordia en microfluidique pour l’analyse biologique et chimique. « En outre, nous pensons que ce type de détection peut être utilisé dans d’autres domaines, tels que l’échantillonnage environnemental de la contamination par les métaux lourds et le diagnostic du cancer et des maladies. »
Pour Selim, le plus important pour un consommateur est sa santé et celle de sa famille. « Je veux que n’importe qui, quelle que soit sa formation en technologie, puisse l’utiliser, qu’il s’agisse d’un étudiant, d’une mère occupée ou de personnes travaillant dans l’industrie de la restauration. »
Plus d’information:
Alaa S. Selim et al, Un biocapteur synthétique pour détecter la putrescine dans des échantillons de boeuf, Matériaux biologiques appliqués ACS (2022). DOI : 10.1021/acsabm.2c00824