Home editia 4 Ambalarea inteligenta a alimentelor. Biosenzori

Ambalarea inteligenta a alimentelor. Biosenzori

BIOSENZORII SUNT DISPOZITIVE DE ANALIZĂ CARE TRANSFORMĂ UN RĂSPUNS BIOLOGIC ÎNTR-UN SEMNAL ELECTRIC. UTILIZAREA LOR ÎN AMBALAREA INTELIGENTĂ A ALIMENTELOR PERMITE DETECTAREA PATOGENILOR ŞI A ALTOR CONTAMINANȚI PENTRU ASIGURAREA SIGURANŢEI ALIMENTELOR

0
scanner1
inovatii

Biosenzorii sunt dispozitive utilizate pentru a analiza concentrația unui component-ţintă specific cu ajutorul unui element biologic sensibil. Sunt capabili să detecteze, să înregistreze şi să transmită informaţii analitice selective, cantitative sau semicantitative, despre reacțiile biochimice (Heising et al., 2014).

Un biosenzor este alcătuit din două componente principale: un bioreceptor care recunoaște ținta și un traductor care convertește semnalele biochimice într-un răspuns electric măsurabil. Bioreceptorii sunt componente organice (enzime, anticorpi, hormoni sau acizi nucleici), material biologic (microorganisme, organite celulare, ţesuturi sau celule receptoare), respectiv material derivat biologic sau componente biomimetice (Vanderroost et al., 2014).

biosenzoriTraductoarele depind de parametrii care urmează a fi măsurați şi pot fi electrochimice (amperometrice, potențiometrie sau conductometrice/impedimetrice), calorimetrice sau termometrice, optice, acustice, piezoelectrice, magnetice şi micromecanice sau combinații de două sau mai multe dintre tehnicile enumerate (Lee & Rahman, 2014). Suplimentar, biosenzorul are un dispozitiv de citire şi componente electronice asociate sau procesoare de semnal pentru afișarea, într‑un mod ușor de utilizat, atât a prezenței, cât şi a concentrației compusului-ţintă.

Biosenzorii manifestă specificitate, sensibilitate, fiabilitate, portabilitate și simplitate. Cu toate acestea, anumite reacții sunt induse doar la suprafața produsului alimentar în contact cu biosenzorul, ceea ce scade sensibilitatea biosenzorului la alimente solide. Aplicaţii ale biosenzorilor Biosenzorii au aplicaţii în numeroase domenii precum medicină, industria farmaceutică, industria alimentară, monitorizarea mediului, biotehnologie, apărare şi securitate (Mohebi & Marquez, 2015). Totuşi, cea mai răspândită utilizare este în medicină, mai exact în diagnosticul medical, biosenzorul de glucoză pentru persoanele care suferă de diabet zaharat ocupând primul loc pe piaţă (Turner, 2012).

siguranta_alimentara1Cercetările extinse din domeniul biomedical au contribuit la reducerea decalajelor dintre conceptul teoretic al unui biosenzor integrat, biosenzorul prototip ca dovadă a conceptului teoretic şi punerea în aplicare practică (Pilolli et al., 2013). Biosenzori în ambalarea inteligentă a alimentelor În industria alimentară, biosenzorii sunt utilizați îndeosebi pentru detectarea microorganismelor patogene în alimente cu scopul asigurării siguranţei alimentelor, cu toate că există aplicaţii ale biosenzorilor pentru a indica prospețimea unor alimente uşor perisabile precum carnea şi peștele (Vanderroost et al., 2014). Biosenzorii pot fi introduși în interiorul ambalajului care conţine alimentul sau pot fi integrați în materialul de ambalaj, deşi există şi biosenzori portabili sau cu poziție fixă, de tip desktop.

biosenzori5Atunci când sunt utilizați în ambalarea inteligentă a alimentelor, biosenzorii au dezavantajul că, adesea, nu pot monitoriza mod continuu calitatea produselor alimentare (Heising et al., 2014). De asemenea, o atenție deosebită trebuie acordată efectelor periculoase posibile ale componentelor biologice din biosenzori asupra produselor alimentare conținute în ambalajele inteligente prevăzute cu biosenzori (Vanderroost et al., 2014).

Microorganismele cel mai frecvent detectate de către biosenzori sunt bacterii patogene precum Salmonella typhimurium în lapte degresat (Lakshmanan et al., 2007), Staphylococcus aureus în lapte (Huang et al., 2008), coliformi, în special Escherichia coli (Cheng et al., 2009) sau Salmonella enteritidis (Song et al., 2014) şi virusuri ca Vibrio cholera (Cecchini et al., 2016).

În industria alimentară, biosenzorii sunt utilizați îndeosebi pentru detectarea microorganismelor patogene în alimente.

Un grup aparte de biosenzori este reprezentat de nanosenzori. Aceştia conţin nanoparticule care atacă patogenii sau alţi contaminanţi, cei mai mulţi fiind utilizați pentru detectarea patogenilor în pește (Toubanaki et al. 2015). Identificarea selectivă se bazează pe fluorescență, dispozitive magnetice, conductanță sau bioluminiscență, enzime şi anticorpi. Printre patogenii din pește detectați în cele mai recente cercetări se numără bacterii precum Aeromonas hydrophyla (Jafari et al., 2015), Aphanomyces invadans (Kuan et al., 2013) şi virusuri cum este virusul necrozei nervoase a peștelui (Toubanaki et al. 2015).

 

Skip to toolbar