הפסדי המזון ברחבי העולם נאמדים בכמות גדולה מאוד מהיבול ונובעים בעיקר מריקבון שנגרם על-ידי מיקרו-אורגניזמים. בענף תפוחי האדמה, אחד מענפי הייצוא המובילים של החקלאות הישראלית, הפקעות המיובאות לזריעה מאירופה נגועות בצורה סמויה או גלויה במחלות שונות היוצרות ריקבון ופוגעות משמעותית באיכות הפקעות. לכן, גילוי מוקדם של מחלות בגידולים חקלאיים הוא הכרחי למניעת אובדן מזון.
במהלך מחקר חדש, בהובלת חוקרים מהאוניברסיטה העברית וממכון וולקני, פותח חיישן ביולוגי אופטי לזיהוי מוקדם ומהיר של מחלות סמויות בתפוחי אדמה. לדברי החוקרים, הפיתוח יכול למנוע את התפתחות הריקבון מראש, כאשר הוא עדיין אינו נראה לעין. המחקר, שהתפרסם לאחרונה בכתב העת Talanta, נערך על-ידי ד"ר דורין הרפז והדוקטורנט בוריס ולטמן מהפקולטה לחקלאות, מזון וסביבה באוניברסיטה העברית, בהנחיית ד"ר יבגני ילצוב מממכון וולקני. צוות החוקרים עבד בשיתוף פעולה עם ד"ר שרית מלמד, ד"ר ציפורה טייטל וד"ר לאה צרור מממכון וולקני ומרכז המחקר גילת.
באמצעות תרכובת של ארבעה זנים שונים של חיידקים מהונדסים גנטית, המשמשים למדידת מנגנוני רעילות ביולוגית, פיתח צוות החוקרים חיישן ביולוגי אופטי לזיהוי מוקדם ומהיר של ריקבון סמוי בתפוחי אדמה. כאשר החיישן נחשף לפקעות תפוחי אדמה נגועות, תרכובת החיידקים מאירה ובכך מאפשרת לזהות את ההרכב והריכוז של התפתחות הריקבון בהתאם לעוצמת האור.
"עוצמת האור של הפאנל החיידקי מאפשרת לזהות ולנתח באופן מהיר וכמותי את מאפייני החומרים הנדיפים וגורמי המחלה, אותם החיידקים יכולים 'להריח' אותם, עוד לפני הופעת התסמינים הגלויים", מסביר ד"ר ילצוב. לדבריו, "השימוש בביו-סנסור שפיתחנו יסייע לאתר פקעות חולות שעדיין אין להן סימנים חיצוניים הנראים לעין, להרחיק אותן מפקעות בריאות ובכך למנוע מראש את התפתחות הריקבון". הצלחת החיישן הוכחה בעבר במחקר שזיהה רעילות ממתיקים מלאכותיים ותוספי ספורט המכילים אותם, וגם במחקר שמדד נזק בריאותי של עשן סיגריות.
המעבדה של ד"ר יבגני ילצוב, במכון לחקר תוצרת חקלאית ומזון של מכון וולקני, היא אחת מהמעבדות המובילות בשימוש בחיידקים מהונדסים גנטית לטובת זיהוי רעלנים במגוון חומרים ובדיקת השפעתם על הסביבה. תוצאות המחקר, שמומן על ידי המדען הראשי של משרד החקלאות הישראלי וקרן יק"א לפיתוח אזורים פריפריאליים בגליל ובנגב, הראו כי אפילו בפקעות תפוחי אדמה שהיו נגועות במחלות סמויות ללא כל סימנים נראים לעין, החיישן הביולוגי זיהה את המחלה והאיר בעוצמה כפולה לעומת בפקעות לא נגועות.
לדברי החוקרים, גילוי מוקדם של גורמי המחלה לאחר האסיף, לפני שיווק הפקעות או שימוש לזריעה, יספק יתרון למגדלי התבואה, מפני שזה יכול לכוון בצורה מושכלת את ייעוד התוצרת. "ניתן להשתמש בחיישן הביולוגי כדי לפקח בצורה חסכונית ומהירה על הריקבון הסמוי של תפוחי האדמה, לאפשר ניהול משופר לאחר האסיף ולצמצם את בעיית אובדן המזון – במיוחד נוכח המשבר שפוקד את העולם", סיכמה ד"ר הרפז.
