Forskare vid National Research Nuclear University MEPhI har kommit med en enkel, billig och miljövänlig metod för att avgöra om livsmedel innehåller giftigt aflatoxin-B1. Resultaten hjälper till att säkerställa livsmedelssäkerhet. Studieresultaten publicerades i Journal of Food Composition and Analysis .

Aflatoxin-B1 är en kemisk förening som är giftig för människor och djur; det utsöndras av vissa typer av mikroskopiska mögelsvampar. Aflatoxin-B1 orsakar maligna tumörer (cancer) och levercirros; det minskar också immuniteten. Allvarlig aflatoxin-B1-förgiftning utlöser cerebralt ödem och akut leversvikt, som vanligtvis leder till döden.

Aflatoxin-B1-utsöndrande svampar finns i många livsmedel:mjölk och mejeriprodukter, torkade frukter, solrosfrön, nötter, majs, jordnötter, kaffe, kakao, spannmål och kryddor. Överdriven tillväxt av dessa svampar, som leder till farliga koncentrationer av Aflatoxin-B1, observeras före och under skörd, samt när maten lagras och bearbetas. Den största möjliga mängden Aflatoxin-B1 i livsmedel är underkastad lagen i olika länder och sträcker sig från 4 μg/L (Europa) till 20 μg/L (USA). Att kontrollera mat för Aflatoxin-B1 är obligatoriskt i Ryssland och andra länder.

Aflatoxin-B1 har aktivt studerats sedan 1961, när det utlöste en massdöd av kalkoner i England. Under flera decennier, många metoder har utvecklats för att bestämma denna kemiska förening. I dag, vätskekromatografi, enzymimmunanalys och fotoelektrokemiska biosensorer är de vanligaste metoderna för att bestämma förekomsten av Aflatoxin-B1. MEPhI -forskare har kommit på en ny metod, vilket är inte mindre exakt men enklare och billigare. Den nya metodens andra fördelar inkluderar den undersökta substansens höga Aflatoxin-B1-berikningsfaktor, minimal användning av organiska lösningsmedel och dess minimala effekt på komplexets optiska egenskaper.

"I den första etappen, vi använder zinkjon för att binda Aflatoxin-B1 till fluorescein. Sedan skapar vi virvlar i lösningen för att isolera en tillräcklig koncentration av den bildade föreningen för att studera dess optiska spektra. Detta gör att vi kan bestämma Aflatoxin-B1 i livsmedelsprover. Den nya metoden är flera gånger mer produktiv och billigare än andra. Det är känsligt för Aflatoxin-B1 vid en koncentration av 3 μg/L, som ligger under den lagstiftningsmässigt fastställda största möjliga kvantiteten, "Konstantin Katin, docent vid Institute for Nanotechnology in Electronics, Spintronics och fotonik av MEPhI, sa.

Enligt forskare, modelleringsmetoder har spelat en stor roll, gör det möjligt att minska antalet experiment med flera gånger och tolka de experimentellt erhållna resultaten. Forskarna har övergivit att i sekvens välja de bästa experimentella förhållandena, där värdet för en enda variabel i varje steg är optimerat (lösningens pH, zinkkoncentration, lösningsmedelsvolym, koncentration av kelatlösning, lösningens virvlingstid). Istället, de ändrade samtidigt alla variablerna i en matematisk modell som tar hänsyn till variablernas inbördes beroende, lyfter fram de viktigaste. Detta har gjort det möjligt att optimera värdet på fem parametrar, med endast 46 experiment under olika förhållanden.

Dessutom, kvantkemiska beräkningar har använts för att välja lämpliga kemiska medel, vilket gjorde det möjligt att i förväg förutsäga Aflatoxin-B1-zinkjon-fluoresceinkomplexets effektivitet och beräkna dess strukturella, elektronisk, och optiska egenskaper.

Resultaten hjälper till att säkerställa livsmedelssäkerheten. Den experimentella delen av studien genomfördes i Turkiet, medan den teoretiska delen genomfördes i Ryssland. Studien fokuserade på den turkiska livsmedelsindustrins behov:metoden testades på råa och rostade hasselnötter, russin och torkade fikon. Turkiet är världens största producent av dessa produkter och är därför mest intresserad av studieresultaten. Dock, metoden kan också vara användbar för andra länder som producerar eller köper mat.

Studien visar att teoretiska kvantkemiska metoder som utvecklats vid MEPhI visar sig vara användbara för tillämpad forskning i livsmedelsindustrins intresse. Forskarna vill fortsätta forskning för att modernisera kontrollsystem för livsmedelssäkerhet i olika länder.