03:11 04 Dicembre 2020
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Gli scienziati dell'Università Nazionale di Ricerca Nucleare di Mosca (MEPhI) hanno sviluppato un metodo semplice, economico, veloce, accurato ed ecologico per determinare il contenuto della sostanza tossica aflatossina-B1 negli alimenti.

I risultati aiuteranno a garantire la sicurezza alimentare. Lo studio è pubblicato sulla rivista Food Composition and Analysis.

L'aflatossina-B1 è un composto chimico tossico per l'uomo e gli animali ed è prodotto da alcuni tipi di muffe microscopiche. Provoca tumori maligni (cancro) e cirrosi epatica, inoltre riduce anche l'immunità. Con grave avvelenamento da aflatossina-B1, si osservano edema cerebrale e insufficienza epatica acuta, che di solito ha un esito letale.

I funghi che secernono aflatossina-B1 si trovano naturalmente in molti alimenti: latte e latticini, frutta secca, semi di girasole, noci, mais, arachidi, caffè, cacao, cereali e spezie. Una proliferazione eccessiva di questi funghi, che porta a concentrazioni pericolose di aflatossina-B1, è possibile prima e durante il raccolto, nonché durante la conservazione e la lavorazione dei prodotti. Il contenuto limite di aflatossina-B1 negli alimenti è regolato dalle norme di diversi Paesi e varia da 4 μg / L (Europa) a 20 μg / L (USA). Il controllo del cibo per l'aflatossina-B1 è obbligatorio in Russia e in altri Paesi.

L'aflatossina-B1 è stata studiata attivamente dal 1961, quando fu responsabile della moria di tacchini in Inghilterra. Per diversi decenni sono stati sviluppati svariati metodi per il rilevamento di questa sostanza tossica. I più comuni oggi sono la cromatografia liquida, il dosaggio immunoenzimatico e l'uso di biosensori fotoelettrochimici. I ricercatori russi del MEPhI hanno proposto un nuovo metodo, non meno accurato, ma più semplice ed economico. Altri vantaggi del nuovo metodo sono un alto fattore di arricchimento della sostanza studiata con aflatossina-B1, un uso minimo di un solvente organico e il suo piccolo effetto sulle proprietà ottiche.

"Nella prima fase leghiamo l'aflatossina-B1 alla fluoresceina attraverso lo ione zinco. Quindi creiamo vortici nella soluzione per isolare il complesso formato in una concentrazione sufficiente e studiarne gli spettri ottici. Questo ci permette di determinare la presenza di aflatossina-B1 negli alimenti. Il nostro metodo è diverse volte più produttivo ed economico di altri. È sensibile all'aflatossina-B1 a una concentrazione di 3 μg / l, che è inferiore alle concentrazioni massime consentite consentite dalle leggi", ha detto a Sputnik Konstantin Katin, professore associato dell'Istituto di nanotecnologia in elettronica, spintronica e fotonica dell'Università Nazionale di Ricerca Nucleare di Mosca.

Secondo gli scienziati, i metodi di modellazione hanno avuto un ruolo determinante nello studio, che ha permesso di ridurre più volte il numero di esperimenti e interpretare i risultati ottenuti sperimentalmente. Gli scienziati hanno abbandonato la selezione sequenziale delle migliori condizioni sperimentali, quando in ciascuna fase viene ottimizzato il valore di una sola variabile (pH della soluzione, concentrazione di zinco, volume del solvente, concentrazione della soluzione chelante, tempo di vortice della soluzione). Invece, hanno cambiato contemporaneamente tutte le variabili in un modello matematico che tiene conto dell'interdipendenza delle variabili e mette in evidenza quelle più importanti. Questo ha permesso di ottimizzare il valore di cinque parametri, realizzando un totale di 46 esperimenti in condizioni differenti.

Inoltre, sono stati utilizzati modelli di chimica quantistica per selezionare agenti chimici idonei, che hanno permesso di prevedere in anticipo l'efficienza del complesso "aflatossina-B1 - ione zinco - fluoresceina" e calcolare le sue caratteristiche strutturali, elettroniche e ottiche.

I risultati ottenuti contribuiscono alla sicurezza alimentare. La parte sperimentale dello studio è stata condotta in Turchia e la parte teorica in Russia. La ricerca si è focalizzata sulle esigenze dell'industria alimentare turca: il metodo è stato testato su nocciole crude e tostate, uvetta e fichi secchi. La Turchia è il maggior produttore mondiale di questi prodotti ed è quindi maggiormente interessata ai risultati dello studio. Tuttavia, il metodo può essere utile anche ad altri Paesi che producono o acquistano questo tipo di prodotti alimentari.

Lo studio mostra come i metodi chimico-quantistici teorici elaborati presso il MEPhI si siano dimostrati utili per la ricerca applicata nell'interesse dell'industria alimentare. I ricercatori intendono continuare lo studio per modernizzare i sistemi di controllo della sicurezza alimentare in diversi Paesi.

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