Gli scienziati della National Research Nuclear University MEPhI hanno escogitato un semplice, metodo economico ed ecologico per determinare se il cibo contiene aflatossina-B1 tossica. I risultati contribuiranno a garantire la sicurezza alimentare. I risultati dello studio sono stati pubblicati nel Giornale di composizione e analisi degli alimenti .

L'aflatossina-B1 è un composto chimico tossico per l'uomo e gli animali; è secreto da alcuni tipi di muffe microscopiche. L'aflatossina-B1 provoca tumori maligni (cancro) e cirrosi epatica; riduce anche l'immunità. Un grave avvelenamento da aflatossina-B1 provoca edema cerebrale e insufficienza epatica acuta, che di solito porta alla morte.

I funghi che secernono l'aflatossina B1 si trovano in molti alimenti:latte e latticini, frutta secca, semi di girasole, noccioline, Mais, arachidi, caffè, cacao, cereali e spezie. La crescita eccessiva di questi funghi, portando a pericolose concentrazioni di Aflatossina-B1, si osserva prima e durante la raccolta, così come quando il cibo viene conservato e lavorato. La maggior quantità possibile di Aflatossina-B1 negli alimenti è soggetta alla legge in diversi paesi e varia da 4 μg/L (Europa) a 20 μg/L (USA). Il controllo del cibo per Aflatossina-B1 è obbligatorio in Russia e in altri paesi.

L'aflatossina-B1 è stata attivamente studiata dal 1961, quando ha provocato una morte di massa di tacchini in Inghilterra. Nel corso di diversi decenni, molti metodi sono stati sviluppati per determinare questo composto chimico. Oggi, cromatografia liquida, immunodosaggio enzimatico e biosensori fotoelettrochimici sono i metodi più comuni per determinare la presenza di Aflatossina-B1. Gli scienziati MEPhI hanno escogitato un nuovo metodo, che non è meno preciso ma più semplice ed economico. Gli altri vantaggi del nuovo metodo includono l'elevato fattore di arricchimento dell'aflatossina B1 della sostanza studiata, uso minimo di solventi organici e il suo effetto minimo sulle proprietà ottiche del complesso.

"Nella prima fase, usiamo lo ione zinco per legare l'aflatossina-B1 alla fluoresceina. Quindi creiamo vortici nella soluzione per isolare una concentrazione sufficiente del composto formato per studiarne gli spettri ottici. Questo ci permette di determinare l'aflatossina-B1 nei campioni di cibo. Il nuovo metodo è molte volte più produttivo ed economico di altri. È sensibile all'aflatossina-B1 alla concentrazione di 3 μg/L, che è inferiore alla massima quantità possibile stabilita dalla legge, "Costantin Katin, professore associato presso l'Institute for Nanotechnology in Electronics, Spintronica e Fotonica di MEPhI, disse.

Secondo gli scienziati, i metodi di modellazione hanno svolto un ruolo enorme, consentendo di ridurre di più volte il numero di esperimenti e di interpretare i risultati sperimentalmente ottenuti. Gli scienziati hanno abbandonato la selezione sequenziale delle migliori condizioni sperimentali, dove ad ogni fase viene ottimizzato il valore di una singola variabile (soluzione pH, concentrazione di zinco, volume del solvente, concentrazione di soluzione chelante, tempo di agitazione della soluzione). Anziché, hanno modificato simultaneamente tutte le variabili in un modello matematico che considera le interdipendenze delle variabili, evidenziando quelli più importanti. Ciò ha permesso di ottimizzare il valore di cinque parametri, avendo condotto solo 46 esperimenti in condizioni diverse.

Inoltre, calcoli quanti-chimici sono stati utilizzati per selezionare agenti chimici adatti, che ha permesso di prevedere in anticipo l'efficienza del complesso Aflatossina-B1-zinco ione-fluoresceina e di calcolarne la struttura, elettronico, e caratteristiche ottiche.

I risultati ottenuti contribuiscono a garantire la sicurezza alimentare. La parte sperimentale dello studio è stata condotta in Turchia, mentre la parte teorica è stata condotta in Russia. Lo studio si è concentrato sulle esigenze dell'industria alimentare turca:il metodo è stato testato su nocciole crude e tostate, uvetta e fichi secchi. La Turchia è il più grande produttore mondiale di questi prodotti ed è quindi più interessata ai risultati dello studio. Però, il metodo può essere utile anche ad altri paesi che producono o acquistano cibo.

Lo studio mostra che i metodi teorici della chimica quantistica sviluppati al MEPhI si rivelano utili per la ricerca applicata nell'interesse dell'industria alimentare. Gli scienziati vogliono continuare la ricerca per modernizzare i sistemi di controllo della sicurezza alimentare in diversi paesi.