Udfiskning af de dårlige æbler:Ny kvantitativ metode til at vurdere fødevaresikkerheden

Forbrugere af købte fødevarer har ingen mulighed for at konstatere kvaliteten og sikkerheden af ​​de fødevarer, som eksisterende distributionssystemer leverer til deres tallerkener. Desværre, uhensigtsmæssig nedkøling kan nogle gange føre til fødevarefordærvelse, som ofte er svære at opdage. Sådan er det med makrelfisk, som let udvikler skadelige niveauer af et stof kaldet histamin, når de efterlades i stuetemperatur for længe. Histamin er neurotoksisk og kan udløse alvorlige allergiske reaktioner, herunder udslæt, opkastning, og diarré. Fordi forkælede fisk nogle gange kan se og lugte helt normalt, det er vigtigt nøjagtigt at kvantificere histaminniveauer i fiskeprøver for at sikre, at fødevarekvaliteten er blevet korrekt vedligeholdt under transport og opbevaring.

Selvom der findes flere teknikker til at påvise histamin, de kræver generelt dyrt og omfangsrigt udstyr, samt tilstedeværelsen af ​​en kvalificeret analytiker. For at imødegå disse begrænsninger, et team af forskere ved Chung-Ang University, Korea, for nylig udviklet en ny kvantificeringsmetode, der samtidig er enkel, effektiv, og billigt. I deres undersøgelse, som blev ledet af professor Tae Jung Park og Jong Pil Park og udgivet i Biosensorer og bioelektronik , holdet beskriver deres nye tilgang baseret på brugen af ​​fluorescerende kulstofnanopartikler og et protein, der binder stærkt til histamin.

Først, forskerne ledte efter peptider - korte kæder af aminosyrer - med den højeste affinitet og selektivitet mod histamin. At gøre dette, de brugte fag-display-teknologi, hvor de eksterne proteiner fra genetisk modificerede vira bruges til at kontrollere for kemiske interaktioner. Efter screening med et stort peptidbibliotek, de identificerede den bedste til deres formål, kaldet "Hisp3."

Derefter, forskerne producerede fluorescerende kulstofnanopartikler kaldet 'carbon quantum dots (CQD'er)' og coated dem med N-Acetyl-L-Cystein (NAC), en naturligt forekommende forbindelse, der også binder til Hisp3. CQD'erne er fluorescerende, hvilket betyder, at ved bestråling med ultraviolet lys, de genudsender den opfangede energi ved en lavere, synlig frekvens. Imidlertid, deres fluorescens 'dæmpes', når Hisp3 tilsættes til blandingen, som binder til NAC'en og dækker CQD'ernes overflade.

Denne sidste del er væsentlig for metoden, fordi når en histaminholdig prøve blandes med CQD'erne, Hisp3 frigøres fra NAC og binder til histamin, genoprette de oprindelige fluorescensniveauer af CQD'erne i direkte proportion til koncentrationen af ​​histamin (som vist i den medfølgende figur). Ved at sammenligne de indledende og endelige fluorescensniveauer af CQD'erne ved hjælp af et fluorescensdetektionsinstrument eller en håndholdt UV-bestrålingslommelygte, det er muligt indirekte at kvantificere koncentrationen eller intensiteten af ​​histamin i prøven.

Den foreslåede strategi blev valideret ved hjælp af fiskeprøver med kendte histaminkoncentrationer og andre etablerede teknikker. Overraskende nok, den nye metode viste sig at være mere kraftfuld end eksisterende på trods af at den var enklere, som Prof. Park bemærker, "Vi formåede nøjagtigt at måle histaminkoncentrationer fra 0,1 til 100 ppm, med en detektionsgrænse så lav som 13 dele pr. milliard. Det betyder, at vores tilgang ikke kun er mere bekvem, men også mere effektiv og følsom end de metoder, der er tilgængelige i øjeblikket."

Dermed, denne nye metode kan ikke kun registrere farlige histaminniveauer, men kan også vurdere fødevarers tilstand og kvalitet, som prof. Park forklarer, "Mens påvisningen af ​​histamin som en skadelig faktor er vigtig, vores tilgang kan yderligere tjene til objektivt at måle kvaliteten og friskheden af ​​fødevarer, derved bidrage til at øge fødevaresikkerheden og gavne forbrugerne."

Derudover den foreslåede metode kunne anvendes ved hjælp af andre peptider til nøjagtigt at bestemme koncentrationen af ​​forskellige kemikalier i fødevareprøver og biomedicinske prøver. Hvis det vedtages af fødevare- og medicinske diagnostiske industrier, denne metode kunne give os den tiltrængte forsikring om, at den mad, vi indtager, og de miljøforhold, vi lever under, er sikre.