I consumatori di alimenti acquistati non hanno modo di accertare la qualità e la sicurezza degli alimenti che i sistemi di distribuzione esistenti consegnano ai loro piatti. Sfortunatamente, una refrigerazione inappropriata a volte può portare al deterioramento degli alimenti, che spesso è difficile da rilevare. È il caso del pesce sgombro, che sviluppano facilmente livelli dannosi di una sostanza chiamata istamina se lasciati a temperatura ambiente per troppo tempo. L'istamina è neurotossica e può scatenare gravi reazioni allergiche, comprese eruzioni cutanee, vomito, e diarrea. Poiché il pesce avariato a volte può avere un aspetto e un odore del tutto normali, è importante quantificare accuratamente i livelli di istamina nei campioni di pesce per garantire che la qualità del cibo sia stata adeguatamente mantenuta durante il trasporto e la conservazione.

Sebbene esistano diverse tecniche per rilevare l'istamina, richiedono generalmente attrezzature costose e ingombranti, nonché la presenza di un analista qualificato. Per affrontare queste limitazioni, un team di scienziati della Chung-Ang University, Corea, ha recentemente sviluppato un nuovo metodo di quantificazione che è allo stesso tempo semplice, efficace, e poco costoso. Nel loro studio, che è stato condotto dal professor Tae Jung Park e Jong Pil Park e pubblicato in Biosensori e Bioelettronica , il team descrive il loro nuovo approccio basato sull'uso di nanoparticelle di carbonio fluorescenti e una proteina che si lega fortemente all'istamina.

Primo, gli scienziati hanno cercato peptidi, brevi catene di amminoacidi, con la più alta affinità e selettività contro l'istamina. Per fare questo, hanno impiegato la tecnologia di visualizzazione dei fagi, in cui le proteine ​​esterne dei virus geneticamente modificati vengono utilizzate per verificare le interazioni chimiche. Dopo lo screening con un'ampia libreria di peptidi, hanno identificato il migliore per i loro scopi, chiamato "Hisp3."

Quindi, gli scienziati hanno prodotto nanoparticelle di carbonio fluorescenti chiamate "punti quantici di carbonio (CQD)" e le hanno rivestite con N-acetil-L-cisteina (NAC), un composto naturale che si lega anche a Hisp3. I CQD sono fluorescenti, il che significa che su irradiazione con luce ultravioletta, riemettono l'energia catturata a un livello inferiore, frequenza visibile. Però, la loro fluorescenza viene "spenta" quando Hisp3 viene aggiunto alla miscela, che si lega al NAC e copre la superficie dei CQD.

Quest'ultima parte è essenziale per il metodo perché, quando un campione contenente istamina viene miscelato con i CQD, l'Hisp3 si separa dal NAC e si lega all'istamina, ripristinare i livelli di fluorescenza originali dei CQD in proporzione diretta alla concentrazione di istamina (come mostrato nella figura allegata). Confrontando i livelli di fluorescenza iniziale e finale dei CQD utilizzando uno strumento di rilevamento della fluorescenza o una torcia a radiazione UV portatile, è possibile quantificare indirettamente la concentrazione o l'intensità di istamina nel campione.

La strategia proposta è stata convalidata utilizzando campioni di pesce con concentrazioni di istamina note e anche altre tecniche consolidate. Sorprendentemente, il nuovo metodo si è rivelato più potente di quelli esistenti pur essendo più semplice, come osserva il prof. Park, "Siamo riusciti a misurare con precisione le concentrazioni di istamina che vanno da 0,1 a 100 parti per milione, con un limite di rilevamento di appena 13 parti per miliardo. Ciò significa che il nostro approccio non è solo più conveniente, ma anche più efficace e sensibile rispetto ai metodi attualmente disponibili".

Così, questo nuovo metodo non solo può rilevare livelli pericolosi di istamina, ma può anche valutare lo stato e la qualità dei prodotti alimentari, come spiega il Prof. Park, "Anche se l'individuazione dell'istamina come fattore dannoso è importante, il nostro approccio può inoltre servire a misurare oggettivamente la qualità e la freschezza del cibo, contribuendo così ad aumentare la sicurezza alimentare e a vantaggio dei consumatori".

Inoltre, la metodologia proposta potrebbe essere applicata utilizzando altri peptidi per determinare con precisione la concentrazione di diverse sostanze chimiche in campioni alimentari e campioni biomedici. Se adottato dall'industria alimentare e diagnostica medica, questo metodo potrebbe fornirci la tanto necessaria garanzia che il cibo che consumiamo e le condizioni ambientali in cui viviamo sono sicuri.