Skip to main content

Integrated SYsteM based on PHOtonic Microresonators and Microfluidic Components for rapid detectioN of toxins in milk and dairY products

Article Category

Article available in the folowing languages:

Skuteczniejsze wykrywanie toksyn w mleku już w gospodarstwie pozwala zmniejszyć ilość odpadów

Unijni naukowcy opracowali zestaw do szybkiego wykrywania toksyn w mleku, eliminując tym samym konieczność przeprowadzania kosztowych i czasochłonnych badań laboratoryjnych poza gospodarstwem.

Żywność i zasoby naturalne

Duża część produktów rolnych jest odrzucana na etapie kontroli z powodu skażenia. Ilość odpadów oraz wysokość ponoszonych w ich wyniku kosztów w przemyśle mleczarskim można zmniejszyć, stosując lepsze metody wykrywania np. aflatoksyn. Znajdująca się w zjadanej przez zwierzęta paszy pleśń wytwarzająca aflatoksyny może przenikać do mleka w postaci aflatoksyny M1 – silnej, odpornej na ciepło toksyny rakotwórczej, której nie da się zniszczyć poprzez pasteryzację. Ponieważ nabiał jest wszechobecny w produktach spożywczych i napojach, wczesne wykrywanie i ochrona przed skażeniem są kluczowe zarówno dla przemysłu spożywczego, jak i zdrowia ludzi. Uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu SYMPHONY opracowali nowy analizator biurkowy z modułem do przygotowywania próbek i funkcjami małego laboratorium, umożliwiający wykrywanie nawet niewielkich stężeń aflatoksyn w mleku i nabiale. „Stworzony przez konsorcjum analizator pozwolił przenieść badana z laboratorium do mleczarni. Używane obecnie metody wykrywania aflatoksyn nie są przyjazne dla mleczarni – próbki trzeba wysyłać do laboratoriów zewnętrznych celem ostatecznego potwierdzenia wyników analizy” – mów Leandro Lorenzelli, koordynator projektu, dyrektor działu badań nad mikrosystemami w centrum badawczym Centre for Materials and Microsystems należącym do Bruno Kessler Foundation we Włoszech. W tradycyjnym badaniu służącym wykrywaniu aflatoksyn w mleku wyniki są dostępne już po dwóch godzinach, jednak nie są one bardzo dokładne i często wskazują mylne pozytywne rezultaty. Przy istniejących unijnych ograniczeniach dotyczących aflatoksyn badania muszą być bardziej wiarygodne. „Jeśli chcemy uzyskać bardziej dokładne wyniki, musimy wysłać próbkę do laboratorium zewnętrznego, z którego odpowiedź przychodzi dopiero po kilku dniach, co w branży mleczarskiej jest nie do przyjęcia” – zauważa dr Lorenzelli. Jak dodaje, badanie to jest również kosztowne, ponieważ wymaga specjalistycznego personelu. Szybsze wyniki „W tej chwili system SYMPHONY daje wyniki już po pół godzinie. Naszym celem jest skrócenie tego czasu do dziesięciu minut” – twierdzi dr Lorenzelli. W ciągu trzech i pół roku prac nad projektem konsorcjum opracowało trzyetapowy proces przygotowywania próbek, w ramach którego rozpuszczalne aflatoksyny są najpierw ekstrahowane z mleka, następnie przetwarzane na koncentrat zdatny do analizy, a potem badany pod kątem zawartości toksyn. Dwa z opracowanych procesów zostały opatentowane. Etap przygotowawczy służy przede wszystkim do oczyszczenia próbki mleka z niepożądanych składników, takich jak tłuszcz, które mogą zakłócić kolejne etapy przetwarzania i doprowadzić do zablokowania systemu oraz do koncentrowania toksyny do stężenia umożliwiającego jej wykrycie. Stężona ciecz zwierająca toksynę przepływa przez czujnik fotoniczny umieszczony na pokrytym receptorami antygenowymi krzemowym chipie wykrywającym aflatoksyny i mierzącym ich ilość. „Stężona ciecz przywiera do receptorów, co wpływa na wiązkę światła przechodzącą przez czujnik, który mierzy powstałe w ten sposób przesunięcie fazowe. Wielkość przesunięcia fazowego zależy od ilości toksyn” – wyjaśnia dr Lorenzelli. Uniwersalny system detekcji Wg Lorenzelliego docelowy koszt całego systemu powinien wynosić około 2000 do 3000 euro, zaś koszt jednego badania jest szacowany na około 5 euro. Ze względu na możliwość skonfigurowania czujników pod kątem pomiaru innych toksyn lub substancji docelowych system ten będzie można wykorzystać również w innych branżach. „W zasadzie system będzie można rozbudować tak, aby przeprowadzać różnorodne badania. Czujniki są przystosowane do jednoczesnego wykrywania wielu różnych molekuł” – podsumowuje dr Lorenzelli.

Słowa kluczowe

SYMPHONY, mleczarski, mleko, toksyny, aflatoksyny, wykrywanie

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania