Επιστήμονες ανέπτυξαν έναν πρωτοποριακό βιοαισθητήρα που έχει σχεδιαστεί για να αναγνωρίζει το χαλασμένο κρέας. Ο βιοαισθητήρας, ο οποίος αποτελείται από ένα πορώδες ηλεκτρόδιο γραφενίου ενσωματωμένο με νανοσωματίδια οξειδίου του ψευδαργύρου, ανιχνεύει με ακρίβεια τα σημάδια αλλοίωσης στο κρέας.
Παρά τις σύγχρονες τεχνικές συντήρησης που διασφαλίζουν την ασφαλή αποθήκευση και μεταφορά του κρέατος, ορισμένες αλλοιώσεις είναι αναπόφευκτες. Η τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ), το μόριο που παρέχει ενέργεια στα κύτταρα, υφίσταται αποσύνθεση μετά τη σφαγή, οδηγώντας στο σχηματισμό υποξανθίνης (HXA) και ξανθίνης, ενδεικτικών της αποσύνθεσης του κρέατος.
Κίνδυνοι από την κατανάλωση μη φρέσκου κρέατος
Η κατανάλωση χαλασμένου κρέατος εγκυμονεί σημαντικούς κινδύνους για την υγεία. Τα βακτήρια που υπάρχουν στο κρέας, όπως η σαλμονέλα, το E. coli και το καμπυλοβακτηρίδιο, πολλαπλασιάζονται γρήγορα, οδηγώντας σε τροφιμογενείς ασθένειες. Τα συμπτώματα αυτών των ασθενειών περιλαμβάνουν ναυτία, εμετό, διάρροια, κοιλιακό πόνο και σε σοβαρές περιπτώσεις αφυδάτωση και οργανική ανεπάρκεια. Η ορθή αξιολόγηση της φρεσκάδας του κρέατος είναι ζωτικής σημασίας για την πρόληψη τέτοιων ασθενειών και την ασφάλεια των καταναλωτών.
Ο βιοαισθητήρας αναπτύχθηκε από ερευνητές σε διάφορα ερευνητικά ιδρύματα, συμπεριλαμβανομένης της Ακαδημίας Επιστήμης και Τεχνολογίας του Βιετνάμ (VAST) και της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών. Έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει τον HXA, ένα βασικό δείκτη φρεσκάδας του κρέατος.
Πώς λειτουργεί ο βιοαισθητήρας
Ο βιοαισθητήρας έχει κατασκευαστεί από μεμβράνη πολυϊμιδίου, η οποία μετατρέπεται σε πορώδες γραφένιο μέσω μιας διαδικασίας παλμικού λέιζερ. Τα νανοσωματίδια οξειδίου του ψευδαργύρου που ενσωματώνονται στο ηλεκτρόδιο προσελκύουν μόρια HXA στην επιφάνειά του. Κατά την αλληλεπίδραση, το HXA οξειδώνεται και μεταφέρει ηλεκτρόνια, με αποτέλεσμα την αύξηση της τάσης. Αυτή η γραμμική σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης HXA και της αύξησης της τάσης επιτρέπει τον προσδιορισμό της φρεσκάδας του κρέατος.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο βιοαισθητήρας ανίχνευσε τα επίπεδα HXA με ακρίβεια άνω του 98%. Η δοκιμή με φιλέτα χοιρινού κρέατος επίσης έδειξε πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα, αναδεικνύοντας τη δυνατότητα χρήσης του βιοαισθητήρα σε πραγματικές συνθήκες.
Στο Βιετνάμ οι άνθρωποι καταναλώνουν πολύ χοιρινό κρέας, ανέφεραν οι ερευνητές, και για αυτό είναι σημαντικό να παρακολουθείται και η ποιότητα του χοιρινού κρέατος. Ωστόσο, οι δυνατότητες του βιοαισθητήρα επεκτείνονται και πέρα από το χοιρινό κρέας, προσφέροντας μια ευέλικτη λύση για την αξιολόγηση της φρεσκάδας διαφόρων προϊόντων κρέατος.
Πιθανές προκλήσεις και περαιτέρω έρευνα
Ενώ ο βιοαισθητήρας παρουσιάζει πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα, για την ευρεία εφαρμογή του θα πρέπει να αντιμετωπιστούν προκλήσεις όπως η επεκτασιμότητα και η αποδοτικότητα σε μεγάλη κλίμακα παραγωγής. Η περαιτέρω έρευνα θα μπορούσε να επικεντρωθεί στη βελτιστοποίηση των διαδικασιών παραγωγής και στη διερεύνηση πρόσθετων εφαρμογών πέραν του ελέγχου της φρεσκάδας του κρέατος, όπως στη φαρμακευτική ή την περιβαλλοντική παρακολούθηση.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση «AIP Advances».
