Laser im Kühlschrank erkennt schädliche Bakterien auf Lebensmitteln

Wer schon einmal an einer Lebensmittelvergiftung litt, der weiß genau, wie unangenehm das ist. Und nicht nur das: Schwere Lebensmittelvergiftungen können sogar lebensbedrohliche Ausmaße annehmen. Ausgelöst werden Lebensmittelvergiftungen von diversen Bakterien, insbesondere sind hier Salmonellen zu nennen. Es ist von allgemeinem Interesse, kontaminierte Lebensmittel identifizieren zu können. Die gängigen Methoden zur Erkennung solcher Bakterien sind jedoch durchgehend aufwendig und teuer. Wissenschaftler aus Südkorea fanden nun eine Methode, die sogar in gängigen Kühlschränken zum Einsatz kommen könnte.

Bild: Fridge, Doug Belshaw, Flickr, CC BY-SA 2.0

Laser erkennt Bakterienbewegungen

Die neue Methode setzt auf einen handelsüblichen Laser und wurde von einem Team rund um Jonghee Yoon vom Korea Advanced Institutes of Science and Technology entwickelt. Bakterien wie etwa Salmonellen nutzen haarähnliche Flagellen, um sich fortzubewegen. Yoon und seine Kollegen fanden eine Methode, diese Bewegungen sichtbar zu machen. Sie beleuchten die Oberflächen mit einem Laser. Trifft dieser Laser auf biologisches Gewebe, so entstehen Interferenzen, das sogenannte “laser speckle”. Diese Interferenzen werden durch die Bewegungen der Bakterien beeinflusst und verändern sich. “By detecting the decorrelation in the laser speckle intensity patterns from tissues, the living activities of microörganisms can be detected”, erklärt Yoon.

Alles, was das Team dazu benötigt, ist ein Laser und eine entsprechende Kamera, die in der Lage ist, die Veränderungen in den Interferenzen zu erfassen. Yoon und Kollegen nutzten eine Kamera mit 30 Frames pro Sekunde und analysierten die Bilder mit einem Computerprogramm auf Veränderungen. In einem Experiment mit kontaminierten Hühnerbrüsten konnten alle Kontaminationen innerhalb von Sekunden erkannt werden. Die Analyse verrät den Forschern auch, wie stark die Probe kontaminiert ist. Außerdem zeigte das Team, das nicht kontaminiertes Fleisch so gut wie keine Veränderungen in den Interferenzen des Laserlichts aufweist.

Günstige Erkennungsmethode erhöht Nahrungsmittelsicherheit

Im Gegensatz zu den existierenden Methoden, die ausnahmslos ein Labor und ausgebildetes Personal erfordern, ist die Methode des Teams aus Südkorea günstig und auch von nicht ausgebildeten Personen anwendbar. Außerdem erfordert die Methode keinerlei direkten Kontakt mit dem Fleisch und kann sogar durch durchsichtige Plastikfolie hindurch Kontaminationen erkennen.

Dadurch eröffnet sich eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten. Neben der Anwendung in der Fertigung von Lebensmitteln wäre es aufgrund der günstigen Geräte sogar möglich, ein Erkennungssystem zu entwickeln, das im heimischen Kühlschrank zum Einsatz kommt.

Grenzen der Technologie

Jedoch hat die Technologie auch Grenzen. Zwar ist die Technologie in der Lage, unterschiedliche Arten von Bakterien zu erkennen, jedoch kann sie nicht zwischen ihnen differenzieren. Bei Kontaminationen, die die Interferenzen des Laserlichts nicht beeinflussen, versagt die Erkennung sogar völlig. Das bedeutet im Klartext, dass virale Kontaminationen nicht erkannt werden können. So bliebe der gefährliche Norovirus, der jährlich millionenfache Erkrankungen verursacht, dem Erkennungssystem verborgen. Außerdem kann die Methode die von den Bakterien verursachten Toxine nicht erkennen. Diese können sogar dann zu Lebensmittelvergiftungen führen, wenn die Bakterien nicht mehr vorhanden sind.

via MIT Technology Review