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Nanosensori per un latte più buono e sicuro

I controlli di qualità condotti su alimenti liquidi, quale il latte, rappresentano operazioni costose, complesse e dispendiose in termini di tempo. Un progetto finanziato dall'UE è stato concepito allo scopo di sviluppare un sistema automatico, fruibile ed economico destinato ai controlli di qualità in seno alle piccole e medie imprese (PMI) e alle grandi aziende del settore lattiero-caseario.

Tecnologie industriali

I membri dell'iniziativa NANODETECT ("Development of nanosensors for the detection of quality parameters along the food chain") si sono prefissati l'obiettivo di sviluppare specifici nanosensori ad alta sensibilità per il rilevamento rapido di contaminanti e per la valutazione del livello minimo di rischio (MRL) senza il ricorso a solventi pericolosi. Quanto ai controlli qualitativi condotti sul latte, i parametri di rilevamento impiegati consistevano nei contaminanti quali l'aflatossina M1 (AFM1), i residui di medicinali e le frodi (miscele di latte di capra e latte di mucca più economico). I ricercatori hanno selezionato il SU-8 (materiale fotosensibile a base epossidica) per il rivestimento della superficie del polimetilmetacrilato (PMMA) mediante l'utilizzo della fotolitografia per il patterning delle microstrutture. Per l'etichettatura, sono stati selezionati coloranti fluorescenti come la ficoeritrina (FE) o l'Alexa 532. I sistemi di rilevamento biologico per l'AFM1, i residui di medicinali e la qualità del latte sono stati progettati mediante l'utilizzo del saggio immuno-assorbente legato a un enzima (ELISA) o di formati di saggi competitivi. I ricercatori sono stati in grado di produrre anticorpi monoclonali per il rilevamento dell'AFM1, la valutazione della purezza del latte e i test relativi ai residui di medicinali. Sono state inoltre ottimizzate le specifiche per gli immunosaggi di fluorescenza (FIA), i volumi dei campioni, le microstrutture e così via, allo scopo di ottenere un maggior livello di specificità e di sensibilità prima dello sviluppo del prototipo, mediante l'utilizzo del latte sottoposto ai test alla tubercolina (TT). Per ridurre il volume morto, la progettazione di questo prototipo è stata modificata in seguito alla conduzione di prove finalizzate all'aggiunta di camere di gocciolamento e di percorsi di flusso continuo seriale. Il dispositivo finale creato nell'ambito di NANODETECT integrava un sensore ottico, un sistema di pompaggio, un sensore di temperatura e dispositivi microfluidici con connessioni fluidiche specifiche per le varie applicazioni e un motore passo-passo (fase lineare) per il posizionamento. Il rivestimento in acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS) è stato utilizzato allo scopo di garantire resistenza e opacità alla luce. I dati e le misurazioni del sistema sono stati controllati mediante uno schermo tattile computerizzato dotato di un'interfaccia grafica utente (GUI) interattiva e il sistema operativo Linux. Per l'importazione, la taratura, il confronto e la registrazione dei dati, è stato creato un sistema di supporto decisionale (DSS) mediante l'utilizzo dei software .NET4 e ClickOnce di Microsoft. I test dei livelli di sensibilità e di affidabilità del sistema sul piano della garanzia della qualità, condotti da due PMI, con l'utilizzo di latte in polvere, standard di latte o latte pastorizzato, hanno condotto a risultati promettenti. Ai fini della convalida dei risultati, è stata effettuata dapprima una caratterizzazione del pH, dei grassi, delle proteine e così via dei campioni di latte crudo delle mandrie spagnole e, per il controllo e la garanzia della qualità, sono state sviluppate procedure operative standard (POS). I campioni di latte sono stati contaminati o miscelati con altre sostanze e successivamente analizzati mediante l'utilizzo delle tecnologie commerciali esistenti e del dispositivo NANODETECT. Ai fini della convalida dei risultati, sono stati impiegati i sistemi di cromatografia liquida-spettrometria di massa (LC-MS/MS) e Luminex MAGPIX. I risultati del progetto NANODETECT sono promettenti. Lo sfruttamento del dispositivo nell'ambito del controllo della qualità alimentare metterà a disposizione sistemi all'avanguardia fruibili, rapidi, economici ed ecologici.

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