Vem garanterar att dyr olivolja inte är förfalskad eller förfalskad? En osynlig etikett, utvecklad av forskare från ETH Zürich, skulle kunna utföra denna uppgift. Taggen består av små magnetiska DNA-partiklar inkapslade i ett kiseldioxidhölje och blandade med oljan.

Bara några gram av det nya ämnet räcker för att märka hela Italiens olivoljaproduktion. Om förfalskning misstänktes, de partiklar som tillsattes på ursprungsplatsen kunde extraheras från oljan och analyseras, möjliggör en definitiv identifiering av tillverkaren. "Metoden motsvarar en etikett som inte kan tas bort, " säger Robert Grass, lektor vid institutionen för kemi och tillämpad biovetenskap vid ETH Zürich.

Det globala behovet av etiketter mot varumärkesförfalskning för livsmedel är stort. I en gemensam operation i december 2013 och januari 2014, Interpol och Europol konfiskerade mer än 1, 200 ton förfalskade eller undermåliga livsmedel och nästan 430, 000 liter förfalskade drycker. Den illegala handeln drivs av organiserade kriminella grupper som genererar miljontals vinster, säger myndigheterna. De beslagtagna varorna omfattade också mer än 131, 000 liter olja och vinäger.

En förfalskningssäker etikett ska inte bara vara osynlig utan också säker, robust, billig och lätt att upptäcka. För att uppfylla dessa kriterier använde ETH-forskare nanoteknik och naturens informationslager, DNA. En bit artificiellt genetiskt material är hjärtat i minimärket. "Med DNA, det finns miljontals alternativ som kan användas som koder, säger Grass. Dessutom, materialet har en extremt låg detektionsgräns, så små mängder är tillräckliga för märkningsändamål.

Syntetisk fossil

Dock, DNA har också vissa nackdelar. Om materialet används som informationsbärare utanför en levande organism, den kan inte reparera sig själv och är mottaglig för ljus, temperaturfluktuationer och kemikalier. Således, forskarna använde en kiseldioxidbeläggning för att skydda DNA, skapa ett slags syntetiskt fossil. Höljet representerar en fysisk barriär som skyddar DNA:t mot kemiska angrepp och helt isolerar det från den yttre miljön – en situation som efterliknar den för naturliga fossiler, skriver forskarna i sin uppsats, som har publicerats i tidskriften ACS Nano . För att säkerställa att partiklarna kan fiskas upp ur oljan så snabbt och enkelt som möjligt, Grass och hans team använde ett annat trick:de magnetiserade taggen genom att fästa järnoxidnanopartiklar.

Experiment i labbet visade att de små taggarna spreds väl i oljan och inte resulterade i några visuella förändringar. De förblev också stabila när de värmdes upp och klarade en åldringsprövning oskadda. Den magnetiska järnoxiden, under tiden, gjorde det enkelt att extrahera partiklarna från oljan. DNA:t återvanns med användning av en fluoridbaserad lösning och analyserades med PCR, en standardmetod som idag kan utföras av vilket medicinskt labb som helst till minimal kostnad. "Otroligt små mängder partiklar ner till en miljondels gram per liter och en liten volym på en tusendels liter räckte för att utföra äkthetstesterna för oljeprodukterna, " skriver forskarna. Metoden gjorde det också möjligt att upptäcka förfalskning:om koncentrationen av nanopartiklar inte matchar det ursprungliga värdet, annan olja – förmodligen undermålig – måste ha tillsatts. Kostnaden för etiketttillverkning bör vara cirka 0,02 cent per liter.

Etiketter för bensin och bergamottolja

Bensin skulle också kunna märkas med denna metod och tekniken skulle kunna användas även inom kosmetikindustrin. I försök har forskarna också framgångsrikt taggat dyr eterisk bergamottolja, som används som råvara i parfymer. Ändå, Grass ser den största potentialen för användning av osynliga etiketter inom livsmedelsindustrin. Men kommer konsumenterna att köpa dyr "extra virgin" olivolja när syntetiska DNA-nanopartiklar flyter runt i den? "Det här är saker som vi redan äter idag, " säger Grass. Kiseldioxidpartiklar finns i ketchup och apelsinjuice, bland andra produkter, och järnoxid är tillåten som livsmedelstillsats E172.

För att främja acceptans, naturligt genetiskt material skulle kunna användas i stället för syntetiskt DNA; till exempel, från exotiska tomater eller ananas, som det finns en stor variation av – men också från alla andra frukter eller grönsaker som ingår i vår kost. Självklart, den nya tekniken måste ge fördelar som vida överväger alla risker, säger Grass. Han medger att som uppfinnare av metoden, han kanske inte är helt opartisk. "Men jag behöver veta var maten kommer ifrån och hur ren den är." När det gäller förfalskade varor, det finns inget sätt att veta vad som finns inuti. "Så jag föredrar att veta vilka partiklar som har lagts till avsiktligt."