Les allergies alimentaires posent un risque important pour la santé, entraînant de nombreuses hospitalisations chaque année, car même de petites quantités d’allergènes peuvent déclencher des réactions graves. La contamination croisée des produits alimentaires peut facilement se produire dans le processus de production, c’est pourquoi des méthodes fiables de test des allergènes sont importantes.
Une nouvelle étude menée à l’Université de l’Illinois explore l’application de la spectroscopie proche infrarouge (NIR) pour détecter trois types d’allergènes dans la farine de quinoa. Les chercheurs disent que la méthode est rapide, facile, non invasive, peu coûteuse et très précise.
La détection de composants allergènes frelatés dans les aliments pourrait profiter à des millions de personnes dans le monde qui souffrent d’allergies alimentaires. »
Qianyi (Lisa) Wu, étudiante de premier cycle au Département de génie agricole et biologique, qui fait partie du Collège des sciences de l’agriculture, de la consommation et de l’environnement de l’U de l et du Grainger College of Engineering, et auteur principal de l’article
Le projet a été soutenu par une subvention de l’U of I Office of Undergraduate Research.
« Nous avons utilisé un appareil NIR pour mesurer les informations spectrales à travers la réflectance de la lumière dans les échantillons. Nous avons testé des modèles avec différentes longueurs d’onde pour déterminer le meilleur système NIR pour la détection des allergènes », a-t-il ajouté.
Les chercheurs ont utilisé la spectroscopie NIR pour identifier trois allergènes courants – les arachides, le sésame et le blé – dans la farine de quinoa, une céréale sans gluten souvent utilisée comme substitut du blé. Le quinoa frelaté ou contaminé peut être dangereux pour les personnes allergiques, il est donc essentiel de détecter toute présence d’allergènes.
Les méthodes de laboratoire traditionnelles pour la détection des allergènes impliquent souvent une analyse complexe de l’ADN qui nécessite un équipement coûteux et un personnel spécialisé. Ces méthodes prennent du temps, impliquent l’utilisation de produits chimiques et entraînent souvent la destruction de l’échantillon. Les scientifiques de l’industrie recherchent donc de meilleures approches pour détecter les allergènes.
« La spectroscopie NIR offre de nombreux avantages. Elle est non destructive, non invasive et n’utilise pas de produits chimiques. Elle fournit des résultats en temps réel et, avec une courte période de formation, n’importe qui peut effectuer l’analyse », a déclaré Mohammed Kamruzzaman, professeur adjoint. à l’ABE et Wu conseiller de la faculté. Kamruzzaman est l’auteur correspondant de l’article.
La spectroscopie NIR utilise une lumière proche infrarouge pour mesurer l’absorbance à différentes longueurs d’onde, a expliqué Kamruzzaman.
« Chaque matériau a une « empreinte » unique d’absorption de la lumière. Lorsque des allergènes sont présents dans la farine de quinoa, l’instrument NIR peut les détecter. Nous utilisons ensuite l’apprentissage automatique pour analyser les informations collectées, ce qui nous permet d’identifier les allergènes et de quantifier sa concentration, » il a dit.
La spectroscopie NIR est une méthode d’analyse indirecte, elle n’est donc pas précise à 100 %, mais elle s’en rapproche beaucoup. Même s’il ne capture pas la quantité exacte de contaminants présents dans les aliments, il identifiera si l’allergène est présent ou non, et c’est ce que le consommateur doit savoir, a déclaré Kamruzzaman.
D’autres techniques se concentrent généralement sur la détection d’un seul allergène, mais cette méthode peut détecter plusieurs allergènes simultanément. Il peut être facilement modifié pour dépister d’autres allergènes et tester des produits autres que le quinoa.
Les chercheurs ont déclaré qu’il ne serait pas difficile de développer des capteurs miniatures à faible coût basés sur leur méthodologie. Ces capteurs peuvent être utilisés dans divers environnements, y compris les installations industrielles, les restaurants et même les maisons. À terme, il pourrait même être possible d’avoir une application pour téléphone portable capable de détecter les allergènes alimentaires sur place.
Wu a déclaré que l’opportunité de faire de la recherche en tant qu’étudiant de premier cycle a joué un rôle déterminant dans la décision de ses projets futurs.
« Au cours de ma deuxième année, j’ai assisté à une réunion de l’American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE) et le Dr Kamruzzaman a prononcé un discours pour présenter son sujet de recherche. J’ai pensé que cela semblait très intéressant, alors je l’ai contacté et il l’a fait. comment je me suis impliqué », a déclaré Wu. « Je pensais faire des études supérieures, mais je n’en étais pas tout à fait sûr. Après avoir fait des recherches pendant plusieurs années, j’ai découvert ma passion pour ça. »
Wu a reçu une bourse d’études distinguée de l’Université de l’Illinois de l’U of I, et après avoir obtenu son baccalauréat en mai 2023, il entrera directement dans un programme de doctorat ABE avec Kamruzzaman.
« Lisa a fait un travail exceptionnel grâce à une petite subvention du Bureau de la recherche de premier cycle. Il est vraiment inspirant pour les étudiants de premier cycle de se rendre compte qu’ils peuvent faire des recherches significatives et publier leurs résultats. Cela peut motiver d’autres étudiants à s’engager avec la faculté et poursuivre activement des opportunités de recherche. Je suis toujours ouvert aux étudiants qui me contactent au sujet d’une éventuelle implication dans des projets de recherche », a ajouté Kamruzzaman.
Collège des sciences de l’agriculture, de la consommation et de l’environnement de l’Université de l’Illinois
Wu, Q. et coll. (2023) Détection sans réactif d’allergènes multiples dans la farine sans gluten à l’aide de la spectroscopie NIR et de l’analyse multivariée. Journal de la composition et de l’analyse des aliments. doi.org/10.1016/j.jfca.2023.105324.