Cảm biến sinh học mới phát hiện chính xác độ tươi của thịt lợn
Các nhà nghiên cứu Việt Nam và Nga mới phát triển được một loại cảm biến sinh học mới, sử dụng điện cực graphene rỗng với hạt nano kẽm ô xít, có thể giúp phát hiện được thịt lợn cũng như các loại thịt khác trên thị trường có đủ tươi ngon hay không.
Đó là kết quả của công bố “Non-enzymatic electrochemical sensor based on ZnO nanoparticles/porous graphene for the detection of hypoxanthine in pork meat featured” (Cảm biến điện hóa không enzyme chứa các hạt nano ZnO/graphene có lỗ rỗng để dò đặc điểm của thịt lợn”, được xuất bản trên tạp chí AIP Advances.
Độ tươi của thịt là đặc trưng thiết yếu để xác định chất lượng và sự an toàn của thịt. Với sự tiên tiến của công nghệ trong việc bảo quản thực phẩm, thịt được bảo quản trong thời gian dài hơn. Nhờ vậy, sau khi được giết mổ, người ta có thể vận chuyển thịt tới các nơi tiêu thụ mà vẫn có thể giữ được độ tươi ngon và đảm bảo được tiêu chuẩn về an toàn thực phẩm. Khi tỉ lệ tiêu thụ thịt ở quy mô quốc gia và quốc tế gia tăng thì cũng nảy sinh nhu cầu kiểm định chất lượng của thịt.
Vậy có thể dùng cách nào để kiểm tra độ tươi của thịt sau khi được giết mổ và bảo quản? Dưới góc độ sinh học, đây là một quá trình lão hóa. Có một vấn đề là bất chấp sự tiên tiến về công nghệ bảo quản thịt, vẫn không thể tránh khỏi các quá trình lão hóa trong thịt. Adenosine triphosphate (ATP) là một phân tử có chức năng vận chuyển năng lượng đến các nơi cần thiết để tế bào sử dụng. Khi giết mổ một con lợn, quá trình tổng hợp ATP cũng dừng lại và các phân tử đang tồn tại cũng bị phân hủy thành acid, sự ảnh hưởng đầu tiên là mùi vị và sau đó là sự an toàn của thịt. Hypoxanthine (HXA), một dẫn xuất purine tự nhiên và xanthine đều là những bước trung gian của quá trình chuyển hóa này. Do đó, việc đánh giá được sự hiện diện của chúng trong thịt cũng giúp cho việc đánh giá được độ tươi của thịt.
Đó là cơ sở để các nhà nghiên cứu ở Viện Khoa học Vật liệu, Học viện KH&CN, ĐH Khoa học và công nghệ Hà Nội (Viện Hàn lâm KH&CN), ĐH Khoa học tự nhiên (ĐHQGHN), Viện Hàn lâm KH Nga, dựa vào phát triển một cảm biến mới có thể đánh giá độ tươi bằng việc đo lường HXA. Mặc dù trên thị trường đã có nhiều loại cảm biến HXA, cảm biến của họ có tiềm năng rẻ hơn, phát hiện nhanh hơn và không cần phải có chuyên gia hướng dẫn.
Trong quá trình chế tạo cảm biến, các nhà khoa học chiếu một tia laser xung vào một màng mỏng polyimide để chuyển đổi nó thành graphene có lỗ rỗng. Họ cho thêm vào các hạt nano kẽm ô xít để thu hút các phân tử HXA lên bề mặt điện cực. Khi HXA tương tác với điện cực, nó bị ô xi hóa và mang các electron, làm tăng điện áp của điện cực, do đó có thể dễ dàng phát hiện ra HXA.
Để đánh giá được hiệu quả của sản phẩm nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã thử kiểm tra các dung dịch chứa HXA và nhận thấy độ vượt trội của nó trong phòng thí nghiệm. Sau đó, họ đã kiểm tra độ nhạy của cảm biến trên thịt thăn lợn mua ở siêu thị. Kết quả, cảm biến không chỉ có độ chính xác cao hơn 98% mà còn có phạm vi dò rất rộng và giới hạn dò thấp.
Một ưu điểm khác của cảm biến sinh học này là nó có thể phát hiện được độ tươi của bất cứ loại thịt nào, không riêng gì thịt lợn.
TS. Ngô Thị Hồng Lê, tác giả liên hệ của nghiên cứu, trao đổi với tạp chí AIP Advances “Khi so sánh với những phương pháp kiểm tra thịt hiện đại như sắc ký lỏng hiệu năng cao, sắc ký khí, sắc ký khối phổ, quang phổ phân tử và nguyên tử, và quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân, các cảm biến sinh học như cảm biến của chúng tôi ưu thế hơn về thời gian, gọn nhẹ, độ nhạy cao và độ chọn lọc cao.
Chị cho biết thêm “Ở Việt Nam, thịt lợn là thứ thịt được tiêu thụ nhiều nhất. Do đó, việc giám sát chất lượng thịt lợn là một trong những yêu cầu quan trọng trong ngành công nghiệp thịt lợn. Đây cũng là lý do giải thích vì sao chúng tôi lại ưu tiên phát triển cảm biến này”.□
Bài đăng Tia Sáng số 5/2024
