Российские учёные создали универсальный датчик для проверки качества напитков

Исследователи из РТУ МИРЭА совместно с коллегами изТулГУ, Харбинского технологического университета и компанией «Эконикс-Эксперт» разработали биосенсор, который за пару минут определяет в напитке сразу четыре ключевых компонента: сахар (глюкозу), молочную кислоту, алкоголь и крахмал. Это стало возможным благодаря новой технологии стабилизации ферментов в специальном геле, что делает анализ быстрым, точным и пригодным для использования прямо на производстве, без сложного лабораторного оборудования.

Работа устройства основана на природных катализаторах — ферментах. Каждый из них избирательно «узнаёт» своё вещество в растворе. Однако главной проблемой подобных систем была их недолговечность: вспомогательные молекулы быстро теряли активность. Российским учёным удалось решить эту задачу, создав «умный» биосовместимый гель на основе белка альбумина. В эту гелевую матрицу они прочно, как на якорь, «вшили» рабочие молекулы-посредники (медиаторы) и добавили углеродные нанотрубки для улучшения передачи сигнала. В результате ферменты стабильно работают в течение нескольких недель.

Фото - РТУ МИРЭА

«Наша разработка — это не просто очередной датчик, — комментирует соавтор исследования, доцент кафедры физической химии РТУ МИРЭА Павел Мельников. — Это принципиально новый носитель для иммобилизации ферментов, который объединяет преимущества биосовместимости, высокой электропроводности и стабильности. По сути, мы создали универсальную платформу, которую в будущем можно адаптировать для определения и других веществ».

Получившийся четырёхканальный сенсор компактен и прост в использовании. Он позволяет за одну процедуру проверить, например, вино на содержание сахара и алкоголя, квас — на уровень молочной кислоты (показатель правильного брожения), а сок или детское питание — на наличие крахмала, который иногда используется как загуститель. Результаты появляются уже через 1-2 минуты и не уступают по точности традиционным, но медленным и дорогим лабораторным методам, таким как хроматография.

Эта технология имеет прямой практический выход. Она позволит производителям пищевой продукции, особенно на небольших предприятиях, таких как крафтовые пивоварни, сыроварни или винодельни, быстро и самостоятельно контролировать качество сырья и готового продукта на всех этапах. Это снизит риски брака, сэкономит время и ресурсы, а главное — гарантирует потребителям безопасность напитков.

Разработка — яркий пример успешной коллаборации между университетской наукой, академическими институтами и бизнесом. Следующим шагом станет создание на этой основе полностью автоматизированного портативного прибора, который сам будет проводить анализ и выдавать готовый результат, что сделает технологию ещё доступнее для реального сектора.

Исследование проводилось при поддержке гранта РНФ. Научная статья с результатами проекта была опубликована в международном научном журнале GELS.

Источник: РТУ МИРЭА