Valutare la freschezza della carne tramite biosensori nanotecnologici

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I biosensori basati sulle nanotecnologie sono una delle tecniche più interessanti per monitorare la freschezza della carne. Tra i segnali di alterazione della carne c’è l’aumento della concentrazione di ipoxantina e xantina. Nel tempo la carne evolve in termini di caratteristiche microbiologiche, fisico-chimiche e biochimiche.

L’invecchiamento comporta complessi cambiamenti nel metabolismo muscolare nel processo post-macellazione e durante conservazione. Dopo la morte l’ATP (adenosina trifosfato) si scompone in ADP (adenosina-5′-difosfato) e poi in AMP (adenosina-5′-monofosfato), IMP (inosina-5′-monofosfato), inosina, ipoxantina, xantina e acido urico.

Questi cambiamenti sono un importante indice dell’evoluzione del prodotto. Ci sono diverse tecniche analitiche convenzionali per rilevare le purine, tra queste l’HPLC (cromatografia liquida ad alte prestazioni), LC–MS (cromatografia liquida-spettrometria di massa), la spettrofotometria UV visibile e la spettrometria capillare elettroforesi.

Sono tecniche valide ma lunghe, laboriose e costose. Per avere un monitoraggio semplice e in tempo reale della qualità e della sicurezza degli alimenti deperibili cresce l’interesse per l’impiego dei biosensori nanotecnologici. Alcuni nano-biosensori capaci di rilevare ipoxantina, xantina e acido urico, hanno dato prestazioni analitiche eccellenti in termini di sensibilità, selettività, limiti di rilevamento, rapidità di risposta.

Gli strumenti sono portatili e facili da usare, adatti per test sulle linee di produzione e nei magazzini. Questi dispositivi utilizzano materiali biologici come elementi di bio-riconoscimento per rilevare e misurare le sostanze presenti in un campione (enzimi, anticorpi, acidi nucleici, recettori cellulari, microrganismi, tessuti e sostanze naturali.

L’elemento di bio-riconoscimento è combinato con un trasduttore fisico-chimico, ossia un dispositivo che converte la reazione biochimica in un segnale misurabile. Il trasduttore può essere di natura elettrochimica, ottica, magnetica, termometrica, piezoelettrica o micromeccanica. Nelle analisi della carne si utilizzano biosensori elettrochimici e sensori ottici. Sono più oggettivi dell’olfatto umano e dei nasi elettronici e non sono soggetti a interferenze.