Dychmygwch ddiwrnod pan all ffermwr sefyll mewn cae, chwifio dyfais law dros domato a chanfod pathogenau ar unwaith, gan arbed bywydau a biliynau o ddoleri o bosibl.
Efallai na fydd y diwrnod hwnnw ymhell i ffwrdd, diolch i ymchwil sy'n cael ei gynnal gan y Gorsaf Arbrawf Amaethyddol Alabama ym Mhrifysgol Auburn.
Fel un o 11 o brifysgolion y dyfarnwyd grantiau iddynt gan y Adran Amaeth yr UD i gynnal ymchwil nanotechnoleg, mae gwyddonwyr Auburn yn gweithio i wella monitro pathogenau ledled y gadwyn cyflenwi bwyd trwy greu system hawdd ei defnyddio a all ganfod pathogenau lluosog a gludir gan fwyd ar yr un pryd, yn gywir, yn gost-effeithiol ac yn gyflym.
Yn ddiweddar, cyhoeddodd Ysgrifennydd USDA, Tom Vilsack, fuddsoddiad o fwy na $5.2 miliwn yn genedlaethol i gefnogi ymchwil i wella diogelwch bwyd, gwella tanwydd adnewyddadwy, cynyddu cynnyrch cnydau a rheoli plâu amaethyddol. Dyfarnwyd y gwobrau trwy y Menter Ymchwil Amaethyddiaeth a Bwyd, prif raglen grantiau cystadleuol y wlad, a adolygir gan gymheiriaid, ar gyfer gwyddorau amaethyddol sylfaenol a chymhwysol.
Mae ymchwil Auburn yn unigryw gan ei fod yn defnyddio nanotechnoleg fiolegol yn hytrach na nanodechnoleg o waith dyn i gyflawni ei nodau, meddai Sang-Jin Suh, athro cyswllt yn Adran Gwyddorau Biolegol Auburn.
Mae Suh hefyd yn aelod o'r Canolfan Canfod a Diogelwch Bwyd Prifysgol Auburn, ac mae'n canmol ei gyfarwyddwr, Bryan Chin, athro peirianneg deunyddiau, am ddatblygu'r dechnoleg biosynhwyrydd sy'n sail i'r ymchwil.
“Dyma arloesedd Dr Chin, ac fe recriwtiodd bobl fel fi—genetegydd bacteriol—i helpu i gyfuno’r technolegau hyn i mewn i fiosynhwyrydd gronynnau y gellir ei ddefnyddio i ganfod pathogenau bwyd,” meddai Suh.
Amcangyfrifir bod cymaint â 48 miliwn o Americanwyr yn mynd yn sâl bob blwyddyn oherwydd pathogenau a thocsinau a gludir gan fwyd, gan arwain at faich economaidd bron i $80 biliwn. Nid yw'r amcangyfrifon hyn yn ystyried costau i'r diwydiant bwyd, gan gynnwys llai o hyder ymhlith defnyddwyr, colledion adalw neu gyfreitha.
Wrth i achosion o bathogenau a gludir gan fwyd ac adalwadau o fwydydd halogedig ddod yn fwy cyffredin, mae wedi dod yn amlwg bod angen gwell systemau canfod pathogenau i nodi bwyd halogedig cyn iddo gael ei fwyta gan y cyhoedd.
“Pryd bynnag y bydd bwyd wedi’i halogi, fel arfer mae’n cymryd dyddiau neu wythnosau i’r FDA, CDC neu labordai eraill gadarnhau presenoldeb pathogenau,” meddai Suh. “Gall ein technoleg ei wneud mewn llai na 10 munud.
“Ar hyn o bryd, pryd bynnag y bydd achos o bathogenau a gludir gan fwyd, mae’n rhaid iddynt gymryd y bwyd halogedig a thyfu bacteria ohono, sy’n gofyn am ychydig oriau i ychydig ddyddiau. Yna byddant yn gweld a yw'n cyd-fynd â phatrwm pathogen a amheuir. Rydym yn ynysu'r stilwyr sy'n benodol ar gyfer y pathogen hwnnw. Os yw'n clymu i'r stiliwr, yna rydyn ni'n gwybod bod y pathogen penodol yn bresennol. ”
Yn ogystal â'r amser sydd ei angen ar gyfer canlyniadau, mae systemau canfod pathogenau bwyd cyfredol yn gofyn am offer drud a hyfforddiant helaeth i bersonél.
“Mae angen hyfforddiant helaeth ar y ddau ddull mwyaf poblogaidd o ganfod pathogenau, heblaw am y dull diwyllio traddodiadol,” meddai Suh. “Bydd angen lleiafswm o hyfforddiant ar ein dull. Rydym yn rhagweld y bydd gan bob ffermwr y gallu hwn, y bydd gan weithfeydd prosesu y gallu hwn a bydd gan lysiau a bwytai y gallu hwn. Bydd hyd yn oed defnyddwyr yn gallu defnyddio'r dechnoleg hon. ”
Bydd y biosynhwyrydd yn fonitor llaw a fydd yn y pen draw yn canfod presenoldeb pathogen bwyd cyn belled â 10 centimetr i ffwrdd o'r ddyfais.
“Bydd hyn yn caniatáu ar gyfer gwiriadau diogelwch ar fwyd o’r fferm i’r bwrdd,” meddai Suh. “Byddai’r synhwyrydd yn costio llai na $500 ac yn y pen draw gallai arbed biliynau o ddoleri a llawer o fywydau.”
Un o amcanion ymchwil Suh yw datblygu system a fydd yn caniatáu ar gyfer adnabod pathogenau lluosog a gludir gan fwyd ar yr un pryd mewn amser real, gan gynnwys Salmonela enterica, Escherichia coli a listeria monocytogenes.
“Mae gennym ni o'r blaen dangos effeithiolrwydd ein biosynwyryddion ar gyfer canfod pathogenau unigol yn gywir ac yn gyflym,” meddai Suh. “Yn yr astudiaeth hon, byddwn yn datblygu system amlblecs a fydd yn gallu canfod presenoldeb nifer o bathogenau bacteriol cyffredin a gludir gan fwyd.
“Wrth i ni wella ein system mewn astudiaethau yn y dyfodol, gellir ei ehangu i gynnwys firysau a thocsinau i ddod yn system ganfod gynhwysfawr ar gyfer unrhyw bathogenau a gludir gan fwyd i wella diogelwch y cyhoedd.”
Mae tîm ymchwilwyr Auburn yn cydweithio â gwyddonwyr mewn prifysgolion eraill i ddefnyddio'r dechnoleg hon a gobeithio cael cymeradwyaeth FDA ar gyfer defnydd eang yn y dyfodol.
- Paul Hollis, Prifysgol Auburn
Ffynhonnell: Coleg Amaethyddiaeth Prifysgol Auburn