Zepsute mięso może być łatwiejsze do wykrycia dzięki nowemu systemowi biosensorów

Łańcuch dostaw mięsa na światowy rynek jest bardzo złożony i zakłócenia w jednej z części świata mogą spowodować opóźnienia w transporcie w inny region czy kontynent, co finalnie spowoduje zepsucie się mięsa. Jest to bardzo realne zagrożenie dla producentów, sprzedawców i konsumentów żywności. I szczególnie prawdopodobne, jeśli protokoły kontroli żywności są „luźno przestrzegane”.

Aby poprawić bezpieczeństwo żywności, grupa naukowców z Concordia University (Shih Microfluidics Lab) opracowała nową, niedrogą, niezawodną i przyjazną konsumentowi technologię, która identyfikuje obecność toksyny putrescyny w wołowinie.

Putrescyna

Aminy biogenne (BA) stanowią zagrożenie toksykologiczne obecne w wielu produktach spożywczych. Putrescyna jest najpowszechniejszym BA przenoszonym przez żywność i jest często używana jako marker kontroli jakości. Obecnie brakuje regulacji dotyczących bezpiecznych limitów putrescyny w żywności. Konwencjonalne metody stosowane do oceny BA w żywności są na ogół czasochłonne i wymagają dużych zasobów, a możliwości analizy na miejscu są ograniczone.

Putrescyna jest odpowiedzialna za nieprzyjemny zapach gnijącego mięsa, a spożywana w dużych dawkach może powodować bóle głowy, wymioty, biegunki i kołatanie serca. Zostało to również powiązane z wyższym ryzykiem raka jelita grubego.

Naukowcy opracowali syntetyczny biosensor

Naukowcy na łamach Applied Bio Materials wyjaśniają w jaki sposób opracowali syntetyczny biosensor, którego każdy mógłby używać, który jest jednorazowego użytku i nie zawiera toksycznych materiałów.

Technika stojąca za czujnikiem opiera się na bezkomórkowej syntezie białek, która wytwarza białko przy użyciu biologicznej maszynerii komórki bez faktycznego wykorzystania żywej komórki. Naukowcy odkryli, że białko represorowe putrescyny PuuR , znalezione w bakteriach E.coli, może być użyte do wskazania obecności putrescyny.

W teście laboratoryjnym putrescyna została dodana do bezkomórkowego systemu, który wytwarzał represor w roztworze i umieszczona na papierowym urządzeniu, aby sprawdzić, czy można wizualnie zobaczyć obecność putrescyny w świetle UV. Po godzinie naukowcy odkryli, że biosensor wykrywał obecność putrescyny; po czterech godzinach byli przekonani, że ich odczyty są bardzo dokładne.

Następnie przystąpili do testowania rzeczywistych próbek mięsa. Porównano małe kawałki wołowiny przechowywane w zamrażarce, lodówce i w temperaturze pokojowej, aby zobaczyć, ile putrescyny nagromadziło się w ciągu kilku dni. Zgodnie z oczekiwaniami próbki z zamrażarki i lodówki miały bardzo niski poziom putrescyny, podczas gdy te przechowywane w temperaturze pokojowej wykazywały dość wysoki poziom – wystarczający, by wywołać mdłości u każdego, kto mógłby ją zjeść. Porównali wyniki z ich biosensora z wynikami zaawansowanej chromatografii stosowanej w kontroli żywności i stwierdzili, że ich wyniki są w pewnym stopniu skorelowane.

Możliwości zastosowanie w przemyśle spożywczym

Chociaż w pełni funkcjonalna, dostępna na rynku wersja bioczujnika nie będzie dostępna w najbliższym czasie, naukowcy są optymistami co do jego potencjału.

Wierzą, że ich praca jest pierwszym krokiem w kierunku wykorzystania czujników w przemyśle przetwórstwa mięsnego. Ponadto są zdania, że ten rodzaj wykrywania można wykorzystać w innych dziedzinach, takich jak np. pobieranie próbek środowiskowych skażonych metalami ciężkimi.

Źródła: https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsabm.2c00824

https://www.concordia.ca/news/stories/2022/12/06/rotten-meat-could-be-easier-to-detect-thanks-to-a-new-biosensor-system-developed-at-concordia.html