CHICAGO. Produsele nano sunt la modă, chiar și în știința alimentară. Aici, la reuniunea anuală a Institutului Tehnologilor Alimentari, pe 18 iulie, oamenii de știință au descris succesul dramatic în lupta împotriva bacteriilor otrăvitoare alimentare prin tratarea alimentelor sau ambalarea acestora cu nanoparticule care distrug microbii – uneori împreună cu agenți antibacterieni naturali.
Nano de interes: oxid de zinc. Când particulele acestui compus sunt foarte mici, ele prezintă proprietăți care nu se văd cu cele mai mari. Mai exact, ele par să deterioreze membranele celulare, astfel încât măruntaiele unei bacterii se pot scurge. Nanoparticulele au deformat radical și bacteriile, oferind dovezi vizuale suplimentare că insectele au suferit răni grave.
E coli O157:H7 este un germen deosebit de urât. Este cel care a fost responsabil în urmă cu patru ani de un focar național asociat cu spanacul ambalat comercial, care a ucis mai multe persoane și a îmbolnăvit sute. De asemenea, a servit drept declanșator pentru inițiativa Leafy Greens, impunerea unui număr mare de măsuri aparent voluntare – și costisitoare – de siguranță alimentară de către industria produselor proaspete. A fost primul dintre multele eforturi menite să prevină viitoarele epidemii costisitoare și dăunătoare reputației.
Oxidul de zinc este foarte promițător în a zădărnici acest insectă special, relatează Azlin Mustapha de la Universitatea Missouri-Columbia. Ea și colegii ei au tratat colonii din această tulpină de E coli cu soluții însămânțate cu nanooxid de zinc – particule minuscule cu diametrul mai mic de 70 de nanometri. Bacteriile expuse au început rapid să prezinte o suferință marcată. În comparație cu coloniile netratate ale acestor insecte, doar 60 la sută mai multe E coli a supraviețuit expunerii la o concentrație de 3 milimolari de oxid de zinc. Creșteți concentrația la 6 mM și supraviețuirea a scăzut puțin. Dublați concentrația la 12 mM și toate insectele rele au murit.
Fotografiile lui Mustapha cu microbii tratați ilustrează grafic impactul oxidului de zinc. Bacteriile care erau în mod normal în formă de tijă prezentau acum îndoituri sau se transformaseră în bile scurte și grase. Unii au dezvoltat constricții care păreau să le dea cap. Și materialul din interiorul celulei s-a adunat uneori la un capăt al bacteriei (ar fi trebuit să fie distribuit uniform) sau a dispărut cu totul – probabil pentru că s-a scurs.
Titluri Știri științifice, în căsuța dvs. de e-mail
Titluri și rezumate ale celor mai recente articole Știri științifice, livrate în căsuța dvs. de e-mail în fiecare joi.
multumim pentru inregistrare!
A apărut o problemă la înregistrarea dvs.
Cercetările suplimentare, a spus ea, indică acum că unele dintre elementele grase structurale ale bacteriilor au fost compromise, iar unele proteine par să fi fost distruse.
Când echipa ei a adăugat acele nanoparticule într-un bulion cu care se adaugă Salmonellaun alt agent patogen alimentar, au avut mult mai multe probleme la uciderea insectelor, deși cercetătorii au putut încetini creșterea bacteriei.
Sticle și borcane care luptă împotriva germenilor
Tehnologul alimentar ZT (Tony) Jin a oferit date care sugerează o modalitate de a ocoli această problemă de combatere a germenilor care contamina un lichid. Echipa sa de la Centrul de Cercetare Regional de Est al Departamentului de Agricultură al SUA din Wyndmoor, Pa., a amestecat particule foarte mici de oxid de zinc (aproximativ 7 nanometri în diametru) într-un polimer alimentar (acid polilactic), apoi a aplicat un strat subțire de amestecul pe interiorul unei sticle sau a unui borcan de sticlă. După ce s-a uscat, cercetătorii au adăugat un lichid contaminat cu Listeria, Salmonella sau Campylobacter – toți microbii majori care provoacă otrăviri alimentare.
În cele mai multe cazuri, bacteriile au început să moară în câteva ore sau zile. Dar cele mai bune rezultate au avut loc atunci când oamenii de știință de la USDA și-au mărit polimerul cu un amplificator: nisină, o toxină naturală produsă de anumite bacterii cunoscute pentru producția lor de acid lactic. Aceste bug-uri fac nisina ca o otravă pentru a împiedica bacteriile concurente. Nisinul se numără printre o mulțime de astfel de agenți antibacterieni derivați de bacterii, cunoscuți sub numele de bacteriocine, care au fost aprobate la nivel federal pentru a lupta împotriva creșterii agenților patogeni din alimente.
Recipientele căptușite cu polimerul care conțineau atât nanooxid de zinc, cât și nisină au ucis germenii mai repede decât atunci când învelișul lor protector conținea doar oxid de zinc, a remarcat Jin. În unele cazuri, în care nanoparticulele nu au fost capabile să elimine pe deplin germenii, împerecherea oxidului de zinc cu nisina a menținut numărul de celule scăzut pentru o perioadă mai lungă decât atunci când particulele au fost folosite singure. De exemplu, împerecherea nizină-particule a păstrat ouăle lichide în siguranță de germeni adăugați experimental timp de cel puțin 55 de zile, a raportat Jin.
Dar nu la infinit. Oxidul de zinc și nizina difuzează încet din polimer. Deci, pe măsură ce acoperirea eliberează duo-ul care luptă împotriva germenilor, își va pierde o parte din potența sa antibacteriană.
Același duo de nanoparticule-nizin ar putea fi adăugat la folie de plastic folosită pentru alimentele refrigerate din magazinele alimentare sau alte ambalaje, a oferit Jin. Într-adevăr, el a descris planuri de investigare a încorporării oxidului de zinc și a nizinei în sticlele de băuturi extrudate din acid polilactic.
Oricât de bune ar putea deveni în cele din urmă aceste tratamente, niciunul nu este conceput pentru a înlocui bunele practici de manipulare a alimentelor. Dar oferă strategii inteligente de rezervă pentru a combate o sursă principală de boli gastrointestinale.