Nowy biosensor do oceny świeżości mięsa

Zespół naukowców opracował nowy biosensor do pomiaru świeżości mięsa oparty na elektrodach grafenowych i nanocząstkach tlenku cynku.

Zapotrzebowanie na skuteczne metody

Świeżość mięsa jest jednym z kluczowych parametrów służących do oceny jego bezpieczeństwa i jakości. W nowoczesnym systemie żywnościowym produkty zwierzęce nierzadko przebywają długą drogę od miejsca produkcji do ostatecznego konsumenta. „Wraz z rosnącym spożyciem mięsa w skali globalnej zwiększa się zapotrzebowanie na skuteczne metody pomiaru jego świeżości”, wyjaśniają autorzy publikacji. Jak dodają, „pomimo postępów technologicznych umożliwiających przedłużenie trwałości produktów zwierzęcych, niektóre procesy degradacyjne są nie do uniknięcia”.

Pośredni metabolit rozpadu ATP

Opisany przez naukowców biosensor oparty jest na elektrodach grafenowych zmodyfikowanych za pomocą nanocząstek tlenku cynku, które pozwalają na pomiar poziomu hipoksantyny (HXA) w analizowanym produkcie. W trakcie oddychania w organizmie powstaje adenozynotrifosforan (ATP), którego synteza ustaje wraz ze śmiercią zwierzęcia, a istniejące cząsteczki ulegają degradacji, zmieniając smak i zmniejszając bezpieczeństwo mięsa. HXA jest w tym procesie metabolitem pośrednim, którego ilość może być według badaczy wykorzystana jako wskaźnik świeżości produktu.

Grafen i nanocząstki tlenku cynku

Biosensor opracowano z wykorzystaniem poliimidowego filmu, przekształconego w porowatą grafenową strukturę za pomocą lasera pulsacyjnego. Dodatek nanocząstek tlenku cynku pozwala na przyciąganie HXA do powierzchni elektrody, gdzie ulega ona oksydacji, przekazując elektrony i zwiększając napięcie. „Liniowa zależność między HXA a wzrostem napięcia pozwala na łatwy pomiar stężenia tej substancji”, wyjaśniają naukowcy.

Oszczędność czasu, mobilność, czułość i selektywność

„W porównaniu z innymi współczesnymi metodami analizy żywności – wysokosprawną chromatografią cieczową, chromatografią gazową, spektrometrią mas, spektroskopią atomową i molekularną czy spektroskopią magnetycznego rezonansu jądrowego – biosensory takie jak nasz oferują wiele korzyści, w tym oszczędność czasu, mobilność, wysoką czułość i selektywność”, podsumowuje główna autorka publikacji, dr Ngo Thi Hong Le z Wietnamskiej Akademii Nauki i Technologii.

Źródła:

1. https://pubs.aip.org/aip/adv/article/14/2/025034/3266683/Non-enzymatic-electrochemical-sensor-based-on-ZnO
2. https://www.newfoodmagazine.com/news/220402/biosensor-developed-to-test-freshness-of-meat/