Ученые создали гаджет для проверки состава напитков

Миниатюрные тест-полоски для быстрой проверки качества напитков, а также содержания в них глюкозы, алкоголя, крахмала и молочной кислоты разработали ученые ТулГУ в составе международной научной группы. Результаты исследования опубликованы в журнале Gels.

Как рассказали в Тульском государственном университете (ТулГУ), новые тест-полоски позволяют проводить анализ состава напитков, например ликеро-водочной или молочной продукции, практически мгновенно, что делает их удобной альтернативой традиционным лабораторным методам. Авторы считают, что их разработка может быть актуальна не только для производителей пищевой продукции, которым необходим оперативный контроль качества, но и для конечных потребителей, которые могли бы быстро и просто проверять состав детских смесей, безалкогольных и алкогольных напитков, что позволило бы предотвращать отравления.

Традиционные методы тестирования пищевых продуктов часто опираются на лабораторные процедуры (масс-спектроскопия, высокоэффективная жидкостная хроматография, ядерный магнитный резонанс, полимеразная цепная реакция, иммуноферментный анализ, устройства с латеральным потоком и т.д.), которые могут быть трудоемкими или долговременными, что может замедлять выявление потенциальных опасностей, тем самым увеличивая риск воздействия на потребителя вредных веществ.

Поэтому многие ученые разрабатывают устройства для быстрой проверки качества и состава пищевых продуктов, основанные на изменениях проводимости электрического тока при изменении состава вещества – амперометрические биосенсоры. Эти устройства могут обнаруживать даже небольшие изменения состава продуктов практически мгновенно.

Большинство существующих амперометрических биосенсорных систем предназначено для определения содержания только одного компонента (спирта, глюкозы, молочной кислоты или крахмала). При этом биосенсоры для определения содержания крахмала, который широко используется в детском и диетическом питании, безалкогольных напитках и в целом в пищевой промышленности в качестве загустителя, связующего вещества и наполнителя, разрабатываются достаточно редко, рассказала один из авторов разработки ведущий научный сотрудник лаборатории биологически активных соединений и биокомпозитов ТулГУ Анна Харькова.

Ученые ТулГУ совместно с российскими и китайскими коллегами создали быстрый четырехканальный биосенсор, который позволяет проводить анализ напитков с помощью полосок не только быстро, но и сразу по четырем компонентам (глюкоза, алкоголь, крахмал и молочная кислота).

Основой биосенсоров (тест-полосок) стал специальный полимерный состав на основе бычьего сывороточного альбумина, модифицированного нейтральным красным (органическим красителем, способным проводить электрический ток). Такой состав позволяет сенсору надежно удерживать ферменты — природные катализаторы, способные распознавать определенные вещества, объяснили авторы исследования.

«Главная проблема подобных сенсоров — необходимость использования дополнительных химических реагентов. Наша разработка решает эту проблему за счет специального полимерного носителя, который обеспечивает прямой контакт между ферментом и электродом», — рассказала Харькова.

Чувствительность тест-полосок позволяет определять даже небольшие концентрации веществ: глюкозу от 0,035 миллимоль на литр, этанол от 2,3 миллимоль на литр, молочную кислоту от 15 миллимоль на литр и крахмал от 2 миллиграмм на литр. Компактный размер электрода (1×3 сантиметра) делает систему удобной в использовании.

«Нам удалось решить две ключевые задачи: сохранить стабильность ферментов для многократного анализа с помощью биосовместимного биополимера и создать систему, не требующую добавления дополнительных электроактивных соединений», — отметил заведующий лабораторией биологически активных соединений и биокомпозитов ТулГУ Вячеслав Арляпов.

Экспериментальная проверка разработки на пищевых продуктах проводилась параллельно со стандартными методами анализа — газовой хроматографией и капиллярным электрофорезом, что, по словам ученых вуза, подтвердило высокую точность и надежность созданного биосенсора.

Источник: https://ria.ru/20251007/nauka-2046136937.html