ساخت نانوحسگری برای کنترل میزان رنگ‌های خوراکی در فرآورده‌های غذایی

پژوهشگران دانشگاه تبریز ‌موفق به ساخت نانوحسگری شدند که قادر به اندازه‌گیری حساس، انتخابی و همزمان رنگ‌های خوراکی است. آزمایشگاه‌های کنترل کیفی صنایع غذایی و آشامیدنی و همچنین اداره استاندارد می‌توانند از نتایج این طرح جهت کنترل و ارزیابی میزان مجاز رنگ‌ها‌ی خوراکی در فرآورده‌های غذایی و آشامیدنی استفاده نمایند.

کد خبر: ۱۱۸۲۰۰۰

تاریخ: ۰۴ شهريور ۱۳۹۳ - ۱۲:۰۷

به گزارش گروه دانش خبرگزاری دانا (دانا خبر) در صنایع غذایی عمدتاً برای بهبود ظاهر، رنگ و بافت مواد غذایی و آشامیدنی نظیر محصولات لبنی و انواع نوشیدنی‌ها، از رنگ‌های خوراکی زرد سانست و تارترازین استفاده می‌شود. با توجه به زیان‌های بالقوه‌ای که این رنگ‌های مصنوعی بر سلامت انسان دارند، میزان مصرف آن باید کنترل شده باشد. مطالعات اخیر نشان می‌دهد که تارترازین دارای عوارض جانبی قابل توجهی بر شاخص‌های عصبی است. اندازه‌گیری همزمان این دو ترکیب در نمونه‌های حقیقی، هنگامی که مخلوط ‌آن‌ها مورد استفاده قرار گرفته است، از اهمیت ویژه‌ای برخودار است. از این رو پژوهشگران در این کار تحقیقاتی در پی ساخت نانوحسگری بوده‌اند که قادر به اندازه‌گیری حساس، انتخابی و همزمان رنگ‌های خوراکی زرد سانست و تارترازین در نمونه‌های مورد نظر باشد.

این نانوحسگر از جنس کربن سرامیک است و توسط نانولوله‌های کربنی چنددیواره اصلاح شده است. بر اساس گزارش موجود حسگر اصلاح شده نسبت به گونه اصلاح نشده از حساسیت و انتخاب‌گری فوق‌العاده‌ای در برابر نمونه‌های مورد نظر برخوردار است.

رضا فداکار باجه باج، دانشجوی دکتری شیمی تجزیه دانشگاه تبریز، با اشاره به این مطلب که قیمت تمام شده رنگ‌های طبیعی نسبت به رنگ‌های خوراکی بالاتر است بیان کرد: «تفاوت قیمت این رنگ‌ها سبب شده که تولیدکنندگان مواد غذایی و آشامیدنی از رنگ‌های خوراکی نظیر زرد سانست و تارترازین به میزان غیر مجاز استفاده کنند. امید است با استناد به داده‌های آماری، که حاکی از صحت بالای روش پیشنهادی است، بتوان از این روش در آزمایشگاه‌های اداره استاندارد جهت تعیین و کنترل میزان مجاز این رنگ‌ها در فرآورده‌های غذایی و آشامیدنی بهره جست.»

در مراحل مختلف این تحقیقات، ابتدا حسگری از جنس کربن سرامیک و طی فرآیند سل- ژل تهیه شده و سطح آن با استفاده از نانوترکیب نانولوله‌های کربنی چنددیواره/مایع یونی 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولیوم تترافلوئوروبورات اصلاح شد. در مرحله بعد با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، سطح حسگر اصلاح شده از دیدگاه ریخت شناسی مورد مطالعه قرار گرفت. این محققان در ادامه به منظور مقایسه رفتار الکتروشیمیایی رنگ‌های خوراکی زرد سانست و تارترازین بر روی حسگر اصلاح شده با حسگر اصلاح نشده، از روش ولتامتری چرخه‌ای بهره گرفتند. همچنین، پس از بهینه‌یابی پارامترهای مختلف تأثیرگذار بر کارآیی حسگر اصلاح شده نظیر میزان نانولوله‌های کربنی، حجم مایع یونی، pH محلول، سرعت روبش پتانسیل و تعیین منحنی‌های معیارگیری، اقدام به اندازه‌گیری رنگ‌های خوراکی زرد سانست و تارترازین در برخی نمونه‌های حقیقی نوشابه، پودر آب‌میوه و آب‌میوه‌های پاکتی شده است. در پایان نیز نتایج اندازه‌گیری‌ها با نتایج حاصل از روش استاندارد کروماتوگرافی مایع با کارآیی بالا مقایسه شد.

به گفته فداکار، نتایج حاصل از مطالعه میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داده است که ترکیب نانولوله‌های کربنی چنددیواره/مایع یونی با موفقیت روی سطح حسگر ساخته شده، تثبیت شده است. افزایش حساسیت، کاهش فوق پتانسیل و جدایی پیک‌های ولتامتری زرد سانست و تارترازین از مهم‌ترین مزیت‌های به دست آمده توسط حسگر ساخته شده به شمار می‌رود. در واقع خصوصیات ذاتی نانولوله‌های کربنی همچون مساحت سطح به حجم بالا، منجر به رسیدن مقدار بیشتری از نمونه‌های مورد اندازه‌گیری به سطح حسگر می‌شود. همچنین غنی بودن از معایب لبه صفحه‌ای و هدایت الکتریکی بالا نیز تسهیل انتقال الکترون و کاهش فوق پتانسیل و در نتیجه بهبود انتخابگری حسگر اصلاح شده را در پی خواهد داشت.

از طرفی مایع یونی مورد استفاده در این کار به عنوان یک ماده سبز است که علاوه بر برهم کنش‌های کاتیون-π با نانولوله‌های کربنی، سبب پراکنده نمودن آن‌ها نیز می‌شود. همچنین با توجه به خواص الکتروکاتالیستی خود که ناشی از ماهیت یونی، هدایت الکتریکی بالا و دارا بودن تعداد زیاد حفره‌ها است، سبب بهبود خواص الکتروکاتالیستی حسگر اصلاح شده است.

نتایج این کار که به دست رضا فداکار و با همکاری دکتر میر رضا مجیدی و دکتر عبدالحسین ناصری- اعضای هیأت علمی دانشگاه تبریز- انجام شده است، در مجله‌ی Food Analytical Methods (جلد 6، شماره 5، ماه دسامبر، سال 2013، صفحات 1388 تا 1397) به چاپ رسیده است.