Les scientifiques ont créé un capteur de gluten à faible coût qui combine des bandes de flux latérales avec l'imagerie des smartphones, exposant une contamination cachée dans les aliments quotidiens, des frites aux salades et offrant une tranquillité d'esprit à des millions de régimes sans gluten.
Étude: Autonomiser la détection de la gliadine: un système d'écoulement latéral semi-quantitatif à code visible pour des résultats rapides et fiables. Crédit d'image: Daisy Daisy / Shutterstock.com
Le pain de blé est un élément central de l'alimentation humaine depuis des siècles. Pourtant, aujourd'hui, le gluten, la principale protéine de blé, est suspecté de déclencher des réactions alimentaires potentiellement graves. Cela signifie la nécessité de tester les aliments pour le gluten chez ces individus. Un article récent publié dans le Journal of Agricultural and Food Chemistry Présente un système de détection de gluten nouvellement développé qui pourrait révolutionner l'analyse alimentaire.
Introduction
Environ 8% des enfants et 13% des adultes ont des allergies alimentaires, principalement au blé, aux arachides et aux noix d'arbres, au lait, aux œufs, au soja, au poisson, au sésame et aux crustacés. Ces allergies coûtent environ 25 milliards de dollars en soins de santé. Des tests sont nécessaires pour identifier avec précision les aliments contenant des allergènes, d'autant plus que ceux qui souffrent d'allergies alimentaires ont tendance à être plus d'insécurité alimentaire.
Les conditions liées au blé comprennent la maladie cœliaque (un trouble auto-immune, pas une allergie classique) et une sensibilité au gluten non cellulaire. Les réactions immunitaires liées au gluten sont déclenchées principalement par la composante de la gliadine de cette protéine de blé. Étant largement insoluble, la gliadine précipite pour former des fibres en présence de gluténine, augmentant les chances de contamination croisée et le rend difficile à détecter.
La contamination croisée et le mauvais étiquetage des articles de restaurant et des aliments produits en masse sont assez communs malgré les politiques et les statuts réglementaires. Les patients atteints de la maladie cœliaque ne peuvent souvent pas manger en toute sécurité ou avoir une gamme limitée d'aliments sûrs.
Les tests de gluten basés sur le test immuno-enzymatique (ELISA), la résonance plasmonique de surface (SPR) ou les capteurs électrochimiques sont généralement coûteux et complexes. Cela a incité la présente étude, qui a cherché à développer un test fiable mais simple.
Le nouveau système, appelé LEO (flux latéral amélioré par l'imagerie optique), combine des tests de flux latéral avec une analyse d'image basée sur les smartphones aidé par la technologie de l'Internet of Things.
Les tests d'écoulement latéral sont des tests qui détectent la présence d'une substance cible dans un échantillon liquide. Ils sont largement utilisés pour détecter les pesticides, les biochimiques liés au cancer et les allergènes alimentaires. Cependant, ils ne fournissent que des résultats qualitatifs et ont une précision médiocre.
Cette bande de test innovante de nouvelle génération combine des méthodes de détection compétitives et de sandwich. La technologie de test de flux latéral est intégrée au logiciel de traitement d'image, mesurant le contenu du gluten de la nourriture.
Les régions compétitives et de détection de sandwich ont des seuils de sensibilité différents, fournissant une plage de détection fixe. Ainsi, le test comprend:
- Une ligne O ou de contrôle pour s'assurer que le test fonctionne correctement.
- Une ligne E ou une ligne de restauration qui détecte 10 ppm de gluten avec un test compétitif.
- Une ligne L ou d'essai avec une sensibilité plus faible (détecte cinq ppm) avec un test sandwich, mais devient moins fiable (effet de crochet) à 20 ppm.
Le format combiné augmente remarquablement la précision du système. L'absence de la ligne O indique un test non valide. La présence de gliadine <5 ppm fait apparaître à la fois O et E. Entre 5 et 10 ppm, les trois lignes apparaissent.
À Gliadin> 10 et 20 ppm, le signal de ligne E s'affaiblit tandis que l'effet de crochet affecte la ligne L, laissant les lignes O et L visibles. Si la ligne O seule est vue, cela indique que les lignes E et L ont disparu en raison de l'effet de crochet.
Ce système portable peut dire si l'échantillon contient de la gliadine en moins de trois minutes, car il extrait la gliadine à l'aide d'un liquide ionique. De plus, il est fortement en corrélation avec les résultats ELISA, avec un accord> 98%. Ses limites de détection de 5 à 10 ppm sont bien en dessous du seuil de 20 ppm que la Food and Drug Administration a pour de tels tests.
Les résultats du test LEO ont bien convenu avec ceux obtenus par les tests conventionnels ELISA, mais ont pris moins de trois minutes par rapport à trois heures pour ELISA.
Le système de test a détecté et quantifié la gliadine correctement dans l'échantillon à travers une plage de concentrations allant jusqu'à 40 ppm. Il était très spécifique pour le gluten même lorsque du lait était présent, car seuls les échantillons contenant du blé produisaient des signaux. Le taux de récupération du gluten était de 100% dans les tests de nouilles de riz enrichis, montrant une extraction efficace dans des conditions contrôlées. L'interface LEO, associée à un smartphone, peut créer une carte partageable des restaurants locaux desservant de la nourriture sans gluten.
Des tests réels de plats soi-disant sans gluten sur un menu de restaurant ont confirmé la haute précision. Les aliments testés comprennent des hamburgers, des salades avec vinaigrette, une pizza et de la bière. Plus de 95% des produits sans gluten contenaient <20 ppm de gluten.
Les frites étaient une exception, montrant une contamination croisée importante des friteuses utilisées. Les salades contenaient du gluten, probablement à cause de la contamination croisée pendant le mélange dans des bols qui tenaient auparavant des croûtons ou peut-être à cause de la vinaigrette.
De plus, Leo et un autre test d'anticorps à base de bandes largement utilisés ont été utilisés pour comparer les produits alimentaires commerciaux comme le chocolat Ferrero ou M&M, les bagels, les chips de pomme de terre de Lay ou la propagation de Lotus Biscoff. Contrairement à Leo, l'autre test de bande nécessite un échantillon préparé, un tampon qui doit être réfrigéré et plus de temps.
Les résultats étaient très cohérents. Les niveaux de gluten variaient entre 0 et> 20 ppm. Les niveaux de gliadine dans certains aliments étaient inférieurs au seuil de détection ELISA mais ont été ramassés par Leo.
L'application LeomyFood liée télécharge les résultats du test vers le cloud. Les résultats sont documentés avec des dates et des emplacements et peuvent être partagés, créant des «cartes alimentaires» fondées sur des preuves.
Conclusions
« Avec ses résultats rapides et précis et sa conception conviviale, Leo prend en charge des choix alimentaires plus sûrs pour les personnes atteintes de la maladie cœliaque et convient à une utilisation personnelle, clinique, industrielle et réglementaire. » Comparé à d'autres tests de gluten, il peut réduire le risque de détection manquée de l'effet de crochet, est rentable à <10 $ par test et n'a besoin d'aucun équipement supplémentaire.
À l'avenir, il peut être étendu à d'autres allergènes alimentaires courants, garantissant ainsi la sécurité alimentaire et promouvant une chaîne d'approvisionnement alimentaire sécurisée. La suppression de la contamination peut aider les personnes ayant des restrictions alimentaires à éviter les expositions accidentelles et potentiellement dangereuses.
Son adaptabilité pourrait lui permettre de détecter d'autres composés, notamment des acides nucléiques et des toxines. « Nous pensons que le LEO portable a le potentiel de révolutionner l'analyse alimentaire. «
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