Un equipo multidisciplinar de investigadores de Vietnam y de Rusia ha diseñado y probado con éxito un electrodo de grafeno poroso, con nanopartículas de óxido de zinc, en carne de cerdo con el fin de detectar que es fresca y apta para el consumo humano.
Este equipo asegura que su biosensor es válido para cualquier producto cárnico, ya que detecta hipoxantina (HXA). Los detalles de cómo funciona aparecen en un estudio que difunde AIP Advances.
La frescura de la carne animal es una propiedad esencial que determina su calidad y seguridad. Con tecnología avanzada capaz de conservar los alimentos durante largos períodos de tiempo, la carne puede enviarse a todo el mundo y consumirse mucho después de que el animal muera. A medida que aumentan las tasas de consumo mundial de carne, también se incrementa la demanda de medidas efectivas para su seguridad.
A pesar de los avances tecnológicos que mantienen la carne fresca el mayor tiempo posible, ciertos procesos de envejecimiento son inevitables. El trifosfato de adenosina (ATP) es una molécula producida por la respiración y encargada de proporcionar energía a las células. Cuando un animal deja de respirar, la síntesis de ATP también se detiene y las moléculas existentes se descomponen en ácido, disminuyendo primero el sabor y luego la seguridad.
La hipoxantina (HXA) y la xantina son pasos intermedios en esta transición. La evaluación de su prevalencia en la carne indica su frescura.
Ahora, este equipo de científicos de la Academia de Ciencia y Tecnología de Vietnam, la Universidad de Ciencias VNU, la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hanoi y la Academia de Ciencias de Rusia ha desarrollado un biosensor utilizando electrodos de grafeno modificados por nanopartículas de óxido de zinc para medir HXA.
Análisis de carne fresca
Los autores reconocen que existen muchos métodos de detección de HXA, pero pueden ser costosos, consumir mucho tiempo y requerir especialistas. “En comparación con los métodos modernos de análisis de alimentos, como la cromatografía líquida de alto rendimiento, cromatografía de gases, espectrometría de masas, espectroscopia atómica y molecular y la espectroscopia de resonancia magnética nuclear, los biosensores como el nuestro ofrecen ventajas superiores en tiempo, portabilidad, alta sensibilidad y selectividad”, asegura Ngo Thi Hong Le, autora principal de este trabajo.
El sensor se produce utilizando una película de poliimida, que se convierte en grafeno poroso mediante un láser pulsado. Las nanopartículas de óxido de zinc añadidas atraen las moléculas de HXA a la superficie del electrodo.
Cuando HXA interactúa con el electrodo, se oxida y transfiere sus electrones, aumentando el voltaje del electrodo. La relación lineal entre HXA y el aumento de voltaje permite una fácil determinación del contenido de hipoxantina.
Para evaluar la capacidad del sensor, probaron soluciones con cantidades conocidas de HXA. Después, midieron la practicidad del biosensor utilizando solomillos de cerdo de supermercado. El sensor funcionó con más del 98 % de precisión, un rango de detección favorable y un límite de detección bajo.
«En Vietnam, la carne de cerdo es la más consumida. Por tanto, el monitoreo de la calidad de esta carne es uno de los requisitos importantes en la industria alimentaria”, puntualiza Le.
Vale la pena destacar que este estudio puede ser el primero que utiliza un electrodo de grafeno inducido por láser (ZnO/fPGE), modificado con nanopartículas de ZnO para el análisis del HXA.
Según estos investigadores, los resultados muestran que el sensor ZnO/fPGE funcionó eficazmente, como lo demuestra su alta sensibilidad, amplio rango lineal junto con buena reproducibilidad y selectividad. Además, se validó con éxito en muestras reales.
