حسگر جدیدی می‌تواند آثار بسیار کوچک آنتی‌بیوتیک‌های مضر در مواد غذایی مانند شیر و عسل را شناسایی کند. این ابزار با استفاده از فناوری پیشرفته، بررسی ایمنی مواد غذایی را سریع‌تر و دقیق‌تر می‌کند و به اطمینان از ایمنی غذای مصرفی کمک می‌کند.
شناسایی آنتی‌بیوتیک‌ها در مواد غذایی
نگرانی‌ها درباره وجود آنتی‌بیوتیک‌ها در مواد غذایی روزمره رو به افزایش است. گاهی این آنتی‌بیوتیک‌ها در شیر یا عسل و گاهی در محصولات دیگر یافت می‌شوند.
دانشمندان حسگر جدیدی طراحی کرده‌اند که می‌تواند مقادیر بسیار کم از دو آنتی‌بیوتیک ممنوعه توسط سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA)، یعنی کلرامفنیکل (CP) و فورازولیدون (FZ) را شناسایی کند. این پژوهشگران هدف خود را حل مؤثر مشکلات ایمنی غذایی قرار داده‌اند.
عملکرد حسگر
کلید عملکرد این حسگر، ترکیب ویژه‌ای به نام Fmoc-Pro-Phe-OMe است. این ترکیب به یک الکترود خمیر کربنی اضافه می‌شود و حسگری به نام FPPO/MCPE ایجاد می‌کند.
دانشمندان با استفاده از آزمایش‌های پیشرفته‌ای مانند طیف‌سنجی جرمی و طیف‌سنجی مادون قرمز، صحت این ترکیب را بررسی کرده‌اند. این ترکیب امکان شناسایی دقیق‌تر و مطمئن‌تر CP و FZ را فراهم می‌کند.
مزایای حسگر
روش‌های قدیمی برای شناسایی آنتی‌بیوتیک‌ها در مواد غذایی اغلب کند یا حساسیت کافی ندارند. اما حسگر FPPO/MCPE بسیار دقیق‌تر عمل می‌کند.
این حسگر می‌تواند کلرامفنیکل و فورازولیدون را در سطوح بسیار پایین شناسایی کند و ابزاری قدرتمند برای تضمین ایمنی غذا باشد.
علم پشت حسگر
اکسیداسیون به حسگر کمک می‌کند تا آنتی‌بیوتیک‌ها را شناسایی کند، زیرا این فرایند سیگنال‌های الکتریکی قابل اندازه‌گیری تولید می‌کند.
- زمانی که آنتی‌بیوتیک‌هایی مانند کلرامفنیکل و فورازولیدون با سطح حسگر تماس پیدا می‌کنند، واکنش شیمیایی به نام اکسیداسیون رخ می‌دهد که طی آن ترکیبات، الکترون از دست می‌دهند.
- الکترود حسگر این الکترون‌ها را دریافت کرده و جریان الکتریکی ایجاد می‌کند. شدت این جریان با غلظت آنتی‌بیوتیک موجود در نمونه متناسب است؛ هر چه غلظت بیشتر باشد، سیگنال قوی‌تری ایجاد می‌شود.
- سطح اصلاح‌شده حسگر که با ترکیب Fmoc-Pro-Phe-OMe تقویت شده است، فرایند اکسیداسیون را کارآمدتر و انتخابی‌تر می‌کند. این اصلاح باعث می‌شود حسگر بتواند CP و FZ را از سایر مواد متمایز کرده و احتمال نتایج نادرست را کاهش دهد.
با نظارت بر این سیگنال‌های الکتریکی، حسگر می‌تواند مقادیر بسیار ناچیز آنتی‌بیوتیک‌ها را به‌دقت شناسایی کند و ابزاری مطمئن برای آزمایش ایمنی مواد غذایی باشد.
آزمایش بر روی نمونه‌های واقعی
برای بررسی عملکرد حسگر، دانشمندان آن را بر روی شیر و عسل، دو ماده غذایی که گاهی بقایای آنتی‌بیوتیک در آن‌ها یافت می‌شود، آزمایش کردند.
سازمان بهداشت جهانی هشدار داده است که بقایای آنتی‌بیوتیک‌ها در مواد غذایی می‌تواند واکنش‌های آلرژیک ایجاد کرده و به مقاومت باکتری‌ها در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها منجر شود. به همین دلیل، شناسایی این بقایا قبل از رسیدن محصولات غذایی به دست مصرف‌کنندگان ضروری است.
این حسگر توانست مقادیر بسیار کوچک از این آنتی‌بیوتیک‌ها را شناسایی کند و به ابزاری ارزشمند برای بازرسان ایمنی مواد غذایی، تولیدکنندگان و آزمایشگاه‌ها تبدیل شود.
اهمیت این موضوع
کلرامفنیکل در بسیاری از کشورها به دلیل خطرات جدی برای سلامتی، مانند کم‌خونی آپلاستیک و بیماری‌های جدی دیگر مانند لوسمی حاد، درماتیت تماسی و آنافیلاکسی ممنوع شده است.
فورازولیدون نیز به خطرات سلامتی مرتبط است و استفاده از آن در مواد غذایی مجاز نیست. این آنتی‌بیوتیک طبق دستور FDA از چرخه مصرف حذف شده و حتی در حیوانات نیز مجاز نیست.
حتی کوچک‌ترین مقادیر از این آنتی‌بیوتیک‌های مضر می‌توانند خطرات جدی برای سلامتی ایجاد کنند. این حسگر نقش حیاتی در جلوگیری از ورود محصولات آلوده به زنجیره غذایی ایفا کرده و اطمینان می‌دهد که مواد غذایی ایمن هستند.
مقابله با سوءمصرف آنتی‌بیوتیک‌ها
آنتی‌بیوتیک‌ها در کشاورزی به‌طور گسترده برای پیشگیری از بیماری‌ها و افزایش رشد حیوانات استفاده شده‌اند. اگرچه این امر تولید مواد غذایی را افزایش داده، اما احتمال ورود بقایای آنتی‌بیوتیک به مواد غذایی را نیز بیشتر کرده است. این مسئله خطراتی برای مصرف‌کنندگان به همراه دارد و به مشکل فزاینده مقاومت آنتی‌بیوتیکی دامن می‌زند.
با شناسایی بقایا حتی در مقادیر حداقلی، ابزارهایی مانند این حسگر تولیدکنندگان را به اتخاذ روش‌های ایمن‌تر تشویق می‌کنند. همچنین این ابزارها مقرراتی که به کاهش سوءمصرف آنتی‌بیوتیک در تولید مواد غذایی کمک می‌کنند را تقویت می‌نمایند.
گامی به سوی غذای ایمن‌تر
این حسگر می‌تواند آزمایش‌های مواد غذایی را سریع‌تر، ارزان‌تر و قابل‌اعتمادتر کند. این امر باعث می‌شود مواد غذایی آلوده نتوانند از بازرسی‌ها عبور کنند و کشاورزان و تولیدکنندگان نیز در استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها مقررات را رعایت کنند.
در نهایت، این حسگر کمک می‌کند غذایی که بر سر سفره ما قرار می‌گیرد به همان اندازه که باید، ایمن باشد.
پیامدهای این دستاورد برای همه
هدف اصلی این است که با حذف مواد مضر از زنجیره غذایی، از مردم محافظت شود. چه یک قاشق عسل و چه یک لیوان شیر، هیچ‌کس نمی‌خواهد آنتی‌بیوتیک‌های پنهان در غذای خود داشته باشد.
ابزارهایی مانند این حسگر شناسایی مشکلات را آسان‌تر کرده و پیش از رسیدن غذا به دست مصرف‌کنندگان، مشکلات را رفع می‌کنند. با بهبود تدابیر ایمنی غذایی، می‌توان به سیستمی سالم‌تر و مطمئن‌تر برای همه دست یافت.
این پژوهش در مجله Journal of Environmental Science and Health, Part B منتشر شده است.
