FoodSmartphone

Zelf je voedsel testen met een smartphone

Gezond en veilig voedsel

Mensen met een pinda- of notenallergie moeten constant alert zijn op wat ze eten. Foto: Shutterstock

Geschatte leestijd: 9 minuten

Als je allergisch bent voor bepaalde stoffen wil je graag in een oogopslag kunnen zien of er in een gerecht ingrediënten zitten die gevaarlijk kunnen zijn. Onderzoekers van Wageningen University & Research en hun Europese collega’s hebben de afgelopen jaren gewerkt aan een app die dat mogelijk maakt.

Of het nou melk, eieren, pinda’s of noten zijn: wie allergisch is voor bepaald voedsel is altijd op z’n hoede. Ook bestaat er voor iedereen de kleine maar gevaarlijke kans dat er giftige stoffen in het eten zitten, zoals mycotoxinen in maïs, melk en gember. Want hoewel er in Europa zeer strenge wetten gelden om de aanwezigheid van deze stoffen te voorkomen, verschijnen er toch producten op de markt die onveilig zijn. Soms per ongeluk, omdat een productiehal niet helemaal schoon is. En soms expres, als een fabrikant het niet zo nauw neemt met de regels. Om dat soort onveilige producten op te sporen, onderzoeken controleurs voedsel steekproefsgewijs op de aanwezigheid van stoffen die giftig of allergeen zijn. De pakkans is alleen klein, want zij controleren vaak zonder dat er een aanleiding voor is. Die monsters moeten niettemin naar het lab voor analyse (wat enkele dagen duurt, uitgevoerd door even dure analisten als apparaten), terwijl er in de meeste gevallen niets aan de hand is. Tegelijkertijd is de kans groot dat de wél allergene of giftige stoffen door de mazen van de controle komen.

Wat als een voedselinspecteur direct met zoiets simpels als de camera van zijn smartphone voedsel kan analyseren?

Controleurs onderzoeken voedsel steekproefsgewijs op de aanwezigheid van stoffen die giftig of allergeen zijn. Foto: Shutterstock

Om die mazen te ondervangen, loopt sinds 2017 het Europese onderzoeksproject FoodSmartphone. Want wat als een voedselinspecteur direct met zoiets simpels als de camera van zijn smartphone voedsel kan analyseren, en enkel bij onraad dit doorstuurt naar het lab voor een grondige controle? Je kunt die benadering het beste vergelijken met een zelftest voor corona. Was die zelftest er niet, dan zou je bij elke klacht (of voor de zekerheid) een kostbare analyse door de GGD nodig hebben, terwijl je nu enkel op controle hoeft als deze zelftest positief uitpakt.

Universiteiten door heel Europa

Voor FoodSmartphone, onder leiding van buitengewoon hoogleraar analytische chemie Michel Nielen van Wageningen University & Research, deden elf promovendi de afgelopen vier jaar onderzoek aan universiteiten door heel Europa. Zij probeerden daar voor allerlei giftige en allergische stoffen zo’n smartphone-test op poten te zetten. Van toxines in mosselen tot pesticideresten in groenten en fruit: als het gevaar kan opleveren, dan werden er tests voor ontwikkeld.

Cruciaal daarbij zijn zogeheten biosensoren. Dit zijn kleine apparaten waarmee je heel specifieke moleculen kunt detecteren. Hoe meer moleculen er zijn, des te groter het signaal dat de biosensor afgeeft. Door zo’n biosensor te plaatsen in een houder waar ook je smartphone en het voedselmonster past, heb je feitelijk een miniatuurversie van een testlaboratorium op zak.

Detectie van pinda en hazelnoot

In Wageningen werkte Gina Ross voor haar promotie aan de detectie van pinda en hazelnoot in eten. Dat klinkt triviaal, maar voor allergische mensen kan zelfs een flard daarvan het verschil maken tussen leven en dood. Zij bouwde een mini-lab dat ook door ‘gewone’ mensen gebruikt kan worden, zodat zij met een gerust gevoel hun tanden kunnen zetten in het koekje bij de thee of de lunch buiten de deur. Dat daar animo voor is blijkt wel uit de reacties op het weblog van WUR over Ross’ onderzoek. “Krijg tranen in mijn ogen. Eindelijk zou mijn zoon met ernstige pinda-allergie ook buitenshuis veilig kunnen eten!”, schreef een bezoeker vorig jaar.

Ik heb de opstelling verkleind, zodat het bij mensen komt die het echt nodig hebben

Een miniatuurversie van een testlaboratorium met biosensor waarbij de smartphone de moleculen in het voedselmonster kan meten. Foto: Gina Ross

Een stukje koek vermalen en oplossen in een testvloeistof, die oplossing spuiten op een plastic plaatje en dat plaatsen in een houder waar ook je smartphone in zit, zo kan iedereen een zelftest doen. Foto: Gina Ross

Na vier jaar werk heeft Ross een methode ontwikkeld die mensen zelf in staat stelt om hun voedsel te testen, van het bereiden van het voedselmonster tot de detectie van allergenen. Laten we het koekje bij de thee als voorbeeld nemen. Grote kans dat de verpakking hiervan zegt ‘kan sporen van noten bevatten’ of ‘is bereid in een fabriek waar ook noten worden verwerkt’. Maar zitten die allergenen er nou wel of niet in? Om daar achter te komen moet je een stukje van het koekje vermalen en oplossen in een testvloeistof. Vervolgens spuit je die oplossing in een plastic plaatje. Dat plaatje gaat een houder in waar ook je smartphone in zit – en komt zo direct voor de cameralens. Als laatste wordt een papieren teststrip toegevoegd aan het monster, vergelijkbaar met die die je kent van de coronazelftest. Via de camera van de smartphone kun je zien of enkel de controlelijn oplicht, of dat er ook extra lijntjes zichtbaar worden. Geen extra lijnen? Dan kun je met een gerust hart een hap nemen, want er zijn geen moleculen aangetroffen van pinda’s of hazelnoten. En zijn die lijntjes wel zichtbaar? Dan kun je het beter enkel bij de thee houden.

Mini-lab

De houder voor de telefoon en het monster bouwde Ross met een 3D-printer. Hierdoor is zij niet afhankelijk van reguliere fabrikanten, maar kan zij (en ieder ander) in eigen beheer de benodigde apparatuur bouwen. “Normaal is materiaal voor analytische chemie alleen aanwezig in het lab”, verklaart zij haar aanpak. “Ik heb die laboratoriumopstelling verkleind, zodat het in handen komt van de mensen die het echt nodig hebben.”

Bekijk in deze video de werking van het mini-lab van Gina Ross.

De coronapandemie heeft de FoodSmartphone een onverwacht duwtje in de rug gegeven. Want opeens is het meer dan normaal om zelf een monster te verzamelen (via een wattenstaafje in je neus), dat voor te bereiden (in een reactievloeistof in een testbuis) en daarmee een test uit te voeren (via de teststrip). Tegelijkertijd hebben zelftests ook de naam niet 100 procent betrouwbaar te zijn, dus dat werkt juist weer in het nadeel van het vertrouwen in het zelf testen van monsters.

Mensen kunnen zelf hun voedsel testen, van het bereiden van het voedselmonster tot de detectie van allergenen

Met de zelftest kunnen pinda- en hazelnootsporen in biscuits gedetecteerd worden. Foto: Shutterstock

Schoonheid van wetenschap

Voor Ross is haar avontuur met FoodSmartphone afgelopen. Haar proof of concept staat, maar is nog niet klaar. Daarom hoopt zij dat haar opvolgers er verder mee gaan, zoals met de geautomatiseerde verwerking en interpretatie van de camerabeelden van het monster. Dat zou kunnen door een app te bouwen die de beelden uploadt naar een externe server, waarna een algoritme bepaalt of er sprake is van allergenen of niet. “Momenteel moet je als consument zelf interpreteren of er wel of geen allergenen zijn. Gelukkig kan iemand anders verder waar ik gebleven ben. Dat is de schoonheid van wetenschap.” Haar samenwerking met Europese collega’s heeft vooral een uitgebreid netwerk opgeleverd, zegt Ross. “Ik werkte voornamelijk alleen aan mijn onderzoek, maar voor bepaalde projecten heb ik samengewerkt met onderzoekers uit Zweden, Verenigd Koninkrijk en Tsjechië. Het mooie is dat ik nu niet alleen internationaal contact heb met mensen binnen mijn onderzoeksveld, maar ook uit andere disciplines. Dat is enorm waardevol.” Of en wanneer de FoodSmartphone op de markt komt durft Ross niet te voorspellen. “Veel wetenschappelijke ontdekkingen komen niet verder dan een proof of concept, waarna ze binnen de muren van de universiteit blijven. Dat is de keerzijde van dit soort onderzoek. Je ontwikkelt iets heel goeds dat veel mensen kan helpen, maar je kunt het niet op de markt krijgen vanwege alle veiligheidsregels. Die regels zijn er niet voor niets, maar het kan wel heel frustrerend zijn.” Mocht dat ooit wél lukken, dan hoopt Ross dat gebruikers zoveel mogelijk data verzamelen, zodat het achterliggende detectiesysteem steeds beter wordt. Zulke ‘citizen science’ kennen we al van burgers die zelf luchtkwaliteit en geluidsoverlast meten en doorgeven, als aanvulling op reguliere metingen. Volgens Ross moet dat ook prima kunnen met haar FoodSmartphone. “Ik heb hem getest met een vijftienjarige. Na een minimale training kon hij succesvol een test uitvoeren. Dat was heel bevredigend, want de kern van ons onderzoek is dat we analytische chemie willen decentraliseren. Het lab uit, de mobiel in. Dat lijkt gelukt.”

Europese onderzoekscontext

FoodSmartphone draagt bij aan de volgende Europese beleidsuitdaging: het verbeteren van de voedselveiligheid

Betrokken groepen vanuit Wageningen University & Research: Wageningen Food Safety Research, Laboratory of organic chemistry, Laboratory of BioNano Technology en de afdeling Toxicologie Betrokken Europese landen: Spanje, Tsjechië, Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland

Looptijd: 2017 – 2022

Deel dit verhaal