Senzor electrochimic nou pentru testarea rapidă a calității alimentelor
Cercetătorii de la Colegiul de Științe al Universității de Stat din Oregon au dezvoltat un senzor electrochimic capabil să detecteze rapid și precis eugenolul, un compus natural utilizat pe scară largă în industriile alimentară, a băuturilor și a parfumurilor. Eugenolul este compusul care dă cuisoarelor aroma și gustul lor caracteristic, iar măsurarea prezenței sale în produsele comerciale este importantă atât pentru producători, cât și pentru autoritățile de reglementare. Rezultatele cercetării au fost publicate în revista Materials Today Chemistry.
Metodele actuale de testare, costisitoare și consumatoare de timp
Tehnicile actuale pentru măsurarea eugenolului și a altor compuși fenolici, mulți dintre ei contribuind la culoarea, aroma și proprietățile antioxidante ale alimentelor, se bazează pe metode de laborator sofisticate, precum cromatografia gazoasă sau cromatografia de lichide de înaltă performanță. Deși testarea este precisă, ea necesită personal specializat, ceea ce face procesul scump și lent.
Materiale abundente pentru un senzor mai simplu
În timp ce mulți senzori bazați pe nanomateriale necesită metale prețioase, metode complexe de fabricație sau ambele, oamenii de știință de la Universitatea de Stat din Oregon au proiectat un senzor nanocompozit pe bază de fosfat de zinc și negru de fum, materiale relativ abundente și ieftine. Compozitul este produs într-o soluție pe bază de apă, prin precipitare. Costul relativ scăzut al componentelor și ușurința sintezei sugerează un potențial ridicat de scalare a tehnologiei, spun cercetătorii. Printre rezultatele posibile ale noului nanocompozit s-ar putea număra, în viitor, testarea mai rapidă și fluxuri de lucru simplificate pentru controlul calității în rândul producătorilor de alimente.
Transformarea eugenolului captat într-un semnal electric
Senzorul funcționează prin captarea eugenolului în structura sa de fosfat mezoporos, concentrându-l la suprafața electrodului și folosind negrul de fum conductor pentru a elimina rapid electronii. „Cercetarea noastră s-a concentrat de mult timp pe proiectarea rațională a materialelor prin controlul compoziției, structurii și proprietăților lor, pentru a obține funcții specifice”, a declarat Mas Subramanian, profesor distins al universității și deținător al catedrei Milton Harris în chimia materialelor la Universitatea de Stat din Oregon. „În acest caz, am proiectat un material în care componentele diferite colaborează pentru a capta molecula țintă și pentru a converti eficient această interacțiune chimică într-un semnal electric. Vrem să proiectăm materiale pentru o anumită funcție, dar vrem, de asemenea, să vedem dacă acea funcție se traduce printr-un rezultat util în lumea reală”, a adăugat el.
Detectare precisă în probe alimentare reale
În studiul condus de cercetătoarea postdoctorală Gopika Meenakumari Gopakumar, cercetătorii raportează că senzorul a recuperat între 96,4% și 99,9% din eugenolul din probe alimentare reale — scorțișoară, piersică, boabe de cafea, căpșuni și ton conservat. „Demonstrarea unei performanțe precise în alimente complexe arată că tehnologia nu este probabil departe de aplicarea practică”, a declarat Gopakumar. „Nu combinăm pur și simplu două componente. Am proiectat compozitul astfel încât fiecare componentă să contribuie cu o funcție diferită, permițându-ne să obținem o detectare sensibilă, menținând în același timp o bună stabilitate și reproductibilitate.” Cercetătorii spun că platforma ar putea fi adaptată pentru a detecta și alți compuși fenolici, în scopuri legate de siguranța alimentară și analiza farmaceutică.
