Ο έξυπνος αισθητήρας με βάση την καζεΐνη που μετρά την πικάντικη γεύση σε τρόφιμα, παρακάμπτοντας τις ανθρώπινες δοκιμές και τις πολύπλοκες εργαστηριακές μεθόδους
Η οπτική εμφάνιση μιας καυτερής σάλτσας ή ενός πιπεριού δεν μπορεί να αποκαλύψει αν είναι ήπια ή αν είναι πιθανό να «κάψει» τις γευστικές παλέτες κάποιου. Αναγνωρίζοντας αυτή την πρόκληση, ερευνητές δημιούργησαν μια τεχνητή γλώσσα ικανή να ανιχνεύει γρήγορα την πικάντικη γεύση.
Η πρωτοποριακή αυτή προσπάθεια εμπνεύστηκε από τις πρωτεΐνες καζεΐνης του γάλακτος, οι οποίες είναι γνωστές για την ικανότητά τους να δεσμεύονται με την καψαϊκίνη και να ανακουφίζουν από την αίσθηση καύσου που προκαλούν τα πικάντικα τρόφιμα. Οι επιστήμονες ενσωμάτωσαν σκόνη γάλακτος σε έναν αισθητήρα γέλης. Το πρωτότυπο, που παρουσιάστηκε στο ACS Sensors, απέδειξε ότι μπορεί να ανιχνεύσει την καψαϊκίνη, καθώς και άλλες πικάντικες ενώσεις, όπως αυτές που δίνουν τη γεύση στο σκόρδο, σε μια ποικιλία τροφίμων.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Μαθητής έχασε τη ζωή του σε επικίνδυνη πρόκληση στο TikTok αναπνέοντας το αεροζόλ αποσμητικού!
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Εντοπίστηκε επικίνδυνο βακτήριο σε μαϊντανό – Αγώνας δρόμου για την ενημέρωση επαγγελματιών και καταναλωτών
Σύμφωνα με τον Weijun Deng, κύριο συγγραφέα της μελέτης, «Η ευέλικτη τεχνητή γλώσσα μας έχει τεράστιες δυνατότητες στην εκτίμηση της πικάντικης γεύσης για φορητές συσκευές παρακολούθησης γεύσης, κινητά ανθρωποειδή ρομπότ ή ασθενείς με αισθητηριακές διαταραχές, όπως η αγευσία, για παράδειγμα».
Επί του παρόντος, η ακριβής μέτρηση των ενώσεων γεύσης στα τρόφιμα απαιτεί συχνά τη χρήση δοκιμαστών γεύσης ή πολύπλοκων εργαστηριακών μεθόδων. Οι επιστήμονες αναπτύσσουν τεχνητές γλώσσες ως εναλλακτική λύση, οι οποίες μπορούν να μετρήσουν γεύσεις όπως η γλυκιά και η umami. Ωστόσο, οι ενώσεις που προκαλούν πικάντικη αίσθηση, όπως η καψαϊκίνη στις πιπεριές τσίλι, η πιπερίνη στο μαύρο πιπέρι και η αλικίνη στο σκόρδο, προκαλούν ένα αίσθημα τσούξιμο, μυρμήγκιασμα ή κάψιμο που είναι δύσκολο να αναπαραχθούν και να μετρηθούν με συνθετικά υλικά.
Η λύση της καζεΐνης
Οι ερευνητές Jing Hu και οι συνεργάτες του παρατήρησαν ότι η πικάντικη γεύση των πιπεριών μπορεί να εξουδετερωθεί όταν η καψαϊκίνη τους δεσμεύεται από τις πρωτεΐνες καζεΐνης του γάλακτος. Αυτή η παρατήρηση οδήγησε την ομάδα στο να δημιουργήσει μια τεχνητή γλώσσα προσθέτοντας καζεΐνη σε ένα ηλεκτροχημικό υλικό γέλης. Η μέτρηση της πικάντικης γεύσης γίνεται μέσω μιας αλλαγής στο ηλεκτρικό ρεύμα που προκαλείται όταν η καζεΐνη δεσμεύεται με την καψαϊκίνη.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Πάνω από 50 άτομα με οξεία γαστρεντερίτιδα και πυρετό – Ύποπτο μολυσμένο φαγητό σε εστιατόριο
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Γιατί μας πιάνει συχνά διάρροια όταν τρώμε καραμέλες, μπισκότα ή μπάρες;
Οι επιστήμονες κατασκεύασαν μια μεμβράνη σε σχήμα γλώσσας συνδυάζοντας ακρυλικό οξύ, χλωριούχο χολίνη και αποβουτυρωμένο γάλα σε σκόνη, και στη συνέχεια εξέθεσαν το διάλυμα σε υπεριώδη ακτινοβολία. Το εύκαμπτο και αδιαφανές τζελ που προέκυψε μπορούσε να διεξάγει ηλεκτρικό ρεύμα. Όταν οι ερευνητές πρόσθεσαν καψαϊκίνη στην επιφάνεια της μεμβράνης, το ρεύμα μειώθηκε μέσα σε δέκα δευτερόλεπτα, αναδεικνύοντας τις δυνατότητες της διάταξης ως τεχνητή γλώσσα ανίχνευσης πικάντικης γεύσης.
Αποτελέσματα και εφαρμογές
Οι αρχικές δοκιμές έδειξαν ότι το υλικό με βάση το γάλα ανταποκρινόταν σε συγκεντρώσεις καψαϊκίνης που κυμαίνονταν από επίπεδα κάτω από το όριο ανίχνευσης του ανθρώπου έως επίπεδα πέρα από αυτά που γίνονται αντιληπτά ως επώδυνα (το λεγόμενο όριο στοματικού πόνου). Επιπλέον, το υλικό ανίχνευσε επιτυχώς και άλλες πικάντικες ενώσεις που βρίσκονται σε κοινά συστατικά καυτών σαλτσών, όπως τζίντζερ, μαύρο πιπέρι, και χρένο.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Δεν φταίνε μόνο τα ψάρια για την πρόσληψη υδραργύρου που απειλεί την υγεία και την ανάπτυξη του εγκεφάλου – Νέα μελέτη
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Μπαράζ ανακλήσεων σε καραμέλες με καρκινογόνα ορυκτέλαια από μεγάλες αλυσίδες
Ως απόδειξη της ιδέας, οι ερευνητές δοκίμασαν οκτώ είδη πιπεριού και οκτώ πικάντικα τρόφιμα (συμπεριλαμβανομένων αρκετών καυτών σαλτσών) στην τεχνητή γλώσσα και μέτρησαν την πικάντικη γεύση τους με βάση τις αλλαγές στο ηλεκτρικό ρεύμα. Ταυτόχρονα, μια ομάδα δοκιμαστών γεύσης αξιολόγησε την πικάντικη γεύση των ίδιων προϊόντων. Τα αποτελέσματα της τεχνητής γλώσσας και της ομάδας δοκιμαστών γεύσης ταίριαζαν καλά. Ως εκ τούτου, οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι η τεχνητή γλώσσα που περιέχει καζεΐνη θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ταχεία δοκιμή του επιπέδου πικάντικης γεύσης ενός τροφίμου, χωρίς να τίθενται σε κίνδυνο οι γευστικές παλέτες των ανθρώπων.
