Tes baru yang lebih cepat untuk patogen E. coli pada daging sapi didasarkan pada penggunaan fag yang dimodifikasi, yaitu virus yang menginfeksi bakteri. Setelah menginfeksi E. coli patogen, fag menghasilkan enzim yang menyebabkan bakteri bersinar. Kredit: Foto Komunikasi Pertanian Purdue/Tom Campbell
Sebuah tim yang dipimpin oleh Bruce Applegate dari Universitas Purdue telah mengembangkan uji hemat waktu baru untuk mendeteksi strain E. coli yang sangat parah pada daging giling.
Racun yang dihasilkan oleh E. coli menyebabkan 175.000 penyakit setiap tahun di Amerika Serikat. Layanan Inspeksi dan Keamanan Pangan Departemen Pertanian AS mempertahankan nol toleransi untuk O157:H7, galur E. coli yang dapat mengancam jiwa, sejak 1994. Toleransi nol berarti bahwa bahkan satu sel E. coli terdeteksi di sampel daging giling standar 325 gram (11,4 ons), seluruh kumpulan ditandai sebagai tidak layak untuk dikonsumsi.
“Masalahnya adalah, Anda perlu memiliki teknologi pendeteksi di mana Anda dapat menemukan satu sel dalam sampel Anda,” kata Applegate, seorang profesor ilmu makanan. Tapi satu sel E. coli hampir tidak mungkin ditemukan dalam sampel 325 gram. “Tidak ada teknologi yang mampu melakukannya kecuali Anda melakukan apa yang kami sebut pengayaan.”
Proses pengayaan memerlukan persiapan lingkungan khusus yang memungkinkan E. coli O157:H7 mengalahkan semua mikroorganisme lain dalam sampel makanan sebelum pengujian.
“Alih-alih satu sel dalam sampel 325 gram ini, saya akan memiliki 10 juta hingga 100 juta sel ini di sana. Saya jamin saya akan menemukannya nanti,” kata Applegate.
Pengujian memperkaya sampel dan dapat mendeteksi E. coli selama 15 jam atau lebih yang diperlukan untuk mengirim sampel dari fasilitas produksi ke laboratorium pengujian Layanan Keamanan dan Inspeksi Pangan. Applegate dan lima rekan penulis menerbitkan rincian pengujian mereka di jurnal Foods.
Pengujian baru ini menghemat waktu dengan menggabungkan pengayaan dan deteksi selama pengiriman.
“Memiliki pembacaan yang akurat dalam waktu yang sangat singkat berarti segalanya tidak hanya bagi industri makanan, tetapi juga keamanan secara keseluruhan,” kata Chuyan Chen, salah satu penulis makalah Foods. Chen, yang meraih gelar master dalam bidang keamanan pangan dan mikrobiologi di Purdue pada 2018, kini bekerja di industri makanan kemasan konsumen. Chen mencatat bahwa pekerjaan tersebut juga dapat diadaptasi untuk aplikasi pada patogen makanan lainnya.
“Kita tahu O157:H7 bukan satu-satunya mikroorganisme yang bisa membuat manusia sakit. Masih banyak yang lain,” ujarnya.
Claudia Coronel-Aguilera, penulis utama lainnya dan mantan peneliti postdoctoral di lab Applegate, sekarang bekerja sebagai ilmuwan riset di industri susu.
“Bagi kami, waktu untuk mendeteksi adalah masalah utama. Semakin cepat Anda mendapatkan hasil, semakin cepat Anda merilis produknya,” kata Coronel-Aguilera. “Anda menggunakan pengayaan selama transportasi, jadi saat produk tiba, Anda sudah dapat memperoleh hasil positif atau negatif.”
Pengujian baru memiliki implikasi yang menjanjikan bagi negara-negara di Afrika, Amerika Selatan, dan di tempat lain yang memiliki sumber daya lebih sedikit daripada AS untuk berinvestasi dalam keamanan pangan.
“Metode pengujian yang kami miliki di AS mahal,” kata Coronel-Aguilera. Tetapi metode yang dijelaskan dalam makalah Foods adalah versi yang cepat, mudah, dan jauh lebih murah dari metode laboratorium yang sangat efektif. “Itu akan menjadi pengubah permainan,” katanya.
Sistem ini didasarkan pada fag—virus yang menginfeksi bakteri tertentu.
“Kami secara genetik memodifikasi fag ini sedemikian rupa sehingga akan menginfeksi bakteri dan menyebabkannya menghasilkan cahaya,” kata Applegate.
Setelah menginfeksi E. coli O157:H7, fag mengintegrasikan genomnya ke dalam kromosom sel bakteri. Setelah diintegrasikan ke dalam kromosom E. coli O157:H7, fag menghasilkan enzim yang membuat cahaya dan menyebabkan sel yang terinfeksi bersinar. Budaya bercahaya menunjukkan adanya patogen.
“Maka Anda membuat lebih banyak bakteri bersinar dari waktu ke waktu. Ini seperti herpes zoster,” jelas Applegate. “Anda terkena cacar air. Anda mendapat lepuh dari sel yang sekarat, tetapi juga virus itu masuk ke sel Anda dan kemudian Anda terkena herpes zoster.”
Ceramah yang diberikan Chen tentang karya tersebut memenangkan Penghargaan Presentasi Lisan Terbaik pada Simposium Internasional ke-20 tentang Bioluminesensi dan Kemiluminesensi pada tahun 2018 di Nantes, Prancis. Fag, katanya, secara khusus berevolusi untuk menginfeksi hanya satu jenis bakteri.
“Fag kami tidak spesifik untuk E. coli manapun, hanya untuk E. coli O157:H7,” ujarnya.
Informasi lebih lanjut: Chuyan Chen et al, Studi tentang Pengayaan dan Deteksi Simultan Escherichia coli O157:H7 selama Pengiriman Sampel, Makanan (2022). DOI: 10.3390/foods11223653
Disediakan oleh Universitas Purdue
Kutipan: Uji baru mempercepat proses pengujian E. coli (2023, 1 Maret) diambil 1 Maret 2023 dari https://medicalxpress.com/news/2023-03-assay-coli.html
Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.