Jumătate dintre toate alimentele recoltate din lume se pierd din cauza putregaiului cauzat de microorganisme. Aceste pierderi se traduc prin pierderi de venituri pentru fermieri și prețuri mai mari pentru producători, comercianți cu amănuntul și consumatori.
O nouă cercetare condusă de Universitatea Ebraică din Ierusalim (HU) și Organizația de Cercetare Agricolă din Israel (Institutul Vulcani), detaliază însă succesul unui senzor biologic pentru detectarea precoce a bolilor ascunse în tuberculii de cartofi, una dintre principalele industrii de export din Israel, cu 700.000 de tone pe an.
Fermierii israelieni importă cartofi europeni pentru plantare în Israel. Cu toate acestea, un anumit procent dintre aceștia poartă boli în interior, fie vizibil, fie invizibil, care provoacă putrezirea și reduc semnificativ calitatea cartofului.
Plantele emit diverși compuși organici volatili în mediul înconjurător, care pot fi monitorizați pentru detectarea precoce a bolilor plantelor și pentru a preveni pierderea de alimente.
Alianța formată din Universitatea Ebraică din Ierusalim (HU) și Institutul Volcani a dezvoltat așadar un senzor care detectează boala și poate fi folosit pentru a împiedica creșterea și răspândirea putregaiului.
Studiul lor, publicat în viitoarea ediție a revistei Talanta, a fost realizat de dr. Dorin Harpaz și doctorand Boris Veltman la Facultatea de Agricultură, Alimentație și Mediu din HU, sub supravegherea dr. Evgeni Eltzov de la Institutul Volcani. Echipa a colaborat cu Dr. Sarit Melamed de la Institutul Volcani și Dr. Zipora Tietel, precum și Dr. Leah Tsror de la Centrul de Cercetare Gilat.
Senzorul se bazează pe bioinginerie și optică inteligentă. Când senzorul este expus la un cartof infectat, un compus bacterian din interior se aprinde – luminiscența indicând concentrația și compoziția putregaiului. „Intensitatea luminii emise de panoul de bacterii face posibilă analizarea rapidă și cuantificabilă a caracteristicilor bolii, pe care senzorul le poate „mirosi”, înainte de apariția simptomelor vizibile”, a explicat dr. Evgeni Eltzov de la Institutul Volcani.
„Biosenzorul pe care l-am dezvoltat va ajuta la identificarea cartofilor bolnavi care nu prezintă încă „indicații” externe, ținându-i astfel pe aceștia departe de tuberculii sănătoși și prevenind astfel ca putregaiul să se dezvolte sau să se răspândească la alte plante sănătoase”, a adăugat dr. Dorin Harpaz de la Facultatea HU de Agricultură, Alimentație și Mediu.
Pentru a forma panoul de bacterii, echipa a creat un compus din patru bacterii modificate genetic care măsoară toxicitatea biologică. În acest studiu, senzorul biologic a detectat boala înainte de a exista vreo urmă vizibilă exterioară și a făcut ca senzorul optic să strălucească de două ori mai puternic decât senzorii din cartofii neinfectați. Capacitățile lor au fost demonstrate și într-un studiu anterior care a folosit senzorii pentru a detecta toxicitatea printre îndulcitorii artificiali din suplimentele sportive.
Potrivit cercetătorilor, descoperirea timpurie a bolii înainte ca respectivii cartofi să fie exportați pe piețele externe sau replantați, oferă un avantaj semnificativ producătorilor de alimente. „Senzorul biologic poate fi folosit pentru a identifica rapid și economic putregaiul ascuns în cartofi, pentru a facilita o mai bună gestionare post-recoltare, o mai bună depozitare și un transport mai eficient și pentru a reduce risipa de alimente – fapt deosebit de important, având în vedere criza alimentară globală actuală”, a concluzionat Harpaz.
