Kết quả nghiên cứu sẽ giúp đảm bảo an toàn thực phẩm. Công trinh nghiên cứu được công bố trên tạp chí Journal of Food Composition and Analysis.
Aflatoxin-B1 là một hợp chất hóa học độc hại đối với người và động vật, đây là độc tố vi nấm sản sinh tự nhiên bởi một số loài Aspergillus. Hợp chất này gây ra các khối u ác tính (ung thư) và xơ gan, đồng thời làm giảm khả năng miễn dịch. Khi con người bị nhiễm độc nghiêm trọng Aflatoxin B1, phù não và suy gan cấp tính thường dẫn đến tử vong.
Nấm sản sinh ra Aflatoxin-B1 được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm: sữa và các sản phẩm từ sữa, trái cây sấy khô, hạt hướng dương, các loại hạt, ngô, đậu phộng, cà phê, ca cao, ngũ cốc và gia vị. Sự sinh sôi quá mức của những loại nấm này làm cho nồng độ Aflatoxin B1 tăng mức cao nguy hiểm có thể xảy ra trước và trong khi thu hoạch, cũng như trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm. Nồng độ cho phép của Aflatoxin B1 trong thực phẩm được quy định bởi luật pháp của các quốc gia khác nhau: ở châu Âu là 4 μg / L, ở Mỹ - 20 μg / L . Ở Nga và các quốc gia khác, các cơ quan quản lý phải đưa ra các biện pháp kiểm tra, giám sát nồng độ Aflatoxin B1 trong thực phẩm.
Các nhà khoa học đã bắt đầu tích cực nghiên cứu Aflatoxin B1 từ năm 1961, sau khi mấy trăm nghìn con gà tây và một số con vịt ở Anh đồng loạt chết vì căn bệnh chưa từng thấy trước đây. Sau khi truy tìm nguyên nhân, người ta phát hiện rằng vấn đề đến từ nguồn thức ăn của chúng. Trong vài thập kỷ, nhiều phương pháp đã được phát triển để phát hiện chất độc này. Các phương pháp phổ biến nhất hiện nay là sắc ký lỏng, xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết với enzyme và sử dụng cảm biến sinh học quang điện hóa. Các nhà khoa học từ NRNU MEPhI đã đề xuất một phương pháp mới, không kém phần chính xác, nhưng đơn giản và rẻ hơn. Các ưu điểm khác của phương pháp mới là hệ số làm giàu cao với Aflatoxin B1 của chất được kiểm tra xét nghiệm, lượng tối thiểu dung môi hữu cơ và ảnh hưởng nhỏ của nó đến các đặc tính quang học của phức chất.
"Ở giai đoạn đầu tiên, chúng tôi liên kết Aflatoxin B1 với fluorescein thông qua ion kẽm. Sau đó, chúng tôi tạo ra các xoáy trong dung dịch để cô lập phức chất đã được tạo ra với nồng độ đủ và nghiên cứu quang phổ của nó. Phương pháp này cho phép xác định sự hiện diện của Aflatoxin B1 trong thực phẩm. Phương pháp của chúng tôi có năng suất cao hơn và rẻ hơn gấp mấy lần so với những phương pháp khác. Phương pháp mới nhạy cảm với Aflataxin B1 ở nồng độ 3 μg / l, tức là thấp hơn mức tối đa cho phép", - ông Konstantin Katin, phó giáo sư của Viện Công nghệ nano, Điện tử, Điện tử spin (spintronics) và Quang tử học thuộc NRNU MEPhI, nói với Sputnik.
Theo các nhà khoa học, các phương pháp mô phỏng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình nghiên cứu, giúp giảm số lần thí nghiệm và giải thích các kết quả thu được bằng thí nghiệm. Các nhà khoa học đã từ bỏ việc lựa chọn các điều kiện thí nghiệm tốt nhất một cách tuần tự, khi ở mỗi giai đoạn thí nghiệm chỉ có thể tối ưu hóa giá trị của một biến (pH dung dịch, nồng độ kẽm, thể tích dung môi, nồng độ dung dịch chelate, thời gian xoáy dung dịch). Thay vào đó, họ thay đổi đồng thời tất cả các biến trong một mô hình toán học có tính đến sự phụ thuộc lẫn nhau của các biến và làm nổi bật những biến quan trọng nhất. Điều này cho phép tối ưu hóa giá trị của năm tham số, thực hiện tổng cộng 46 thí nghiệm trong các điều kiện khác nhau.
Ngoài ra, các nhà khoa học đã sử dụng các phép tính lượng tử-hóa học để lựa chọn các tác nhân hóa học phù hợp, giúp dự đoán trước hiệu suất của phức chất "Aflatoxin B1 - ion kẽm - fluorescein" và tính toán các đặc điểm cấu trúc, điện tử và quang học của nó.
Kết quả thu được giúp đảm bảo an toàn thực phẩm. Phần thực nghiệm của cuộc nghiên cứu đã được thực hiện ở Thổ Nhĩ Kỳ, và phần lý thuyết - ở Nga. Công trình nghiên cứu tập trung vào nhu cầu của ngành công nghiệp thực phẩm Thổ Nhĩ Kỳ: phương pháp này đã được thử nghiệm trên hạt phỉ sống và rang, nho khô và sung khô. Thổ Nhĩ Kỳ là nhà sản xuất các sản phẩm này lớn nhất thế giới và do đó họ rất quan tâm đến kết quả nghiên cứu. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có thể hữu ích đối với các quốc gia sản xuất hoặc thu mua các loại thực phẩm khác.
Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, các phương pháp lượng tử-hóa học lý thuyết được phát triển tại NRNU MEPhI là hữu ích đối với các nghiên cứu ứng dụng vì lợi ích của ngành công nghiệp thực phẩm. Các nhà khoa học có kế hoạch tiếp tục nghiên cứu để hiện đại hóa hệ thống kiểm soát an toàn thực phẩm ở các quốc gia khác nhau.