«Увидеть концентрацию в наномолях»: учёные создали сенсоры для выявления в продуктах питания химических красителей

Российские учёные разработали сенсоры, позволяющие эффективно проверять продукты питания на наличие химических красителей. Превышение концентрации таких соединений в продукте может привести к ряду заболеваний. Новые устройства состоят из электродов на основе углеволоконной вуали — доступного материала, который обычно используется в качестве поверхностного слоя ламината. Сенсоры намного дешевле и точнее импортных аналогов: они способны определить даже ничтожно малые доли химических примесей.

• Legion-Media
• © Alamy

Учёные Уральского государственного экономического университета (УрГЭУ) разработали сенсоры, которые позволяют без дорогостоящего оборудования проверить продукты питания на наличие химических красителей. Сенсоры отличаются дешевизной и высокой точностью: они способны определить присутствие ничтожно малых долей химических примесей, сообщили RT в Минобрнауки России.

Пищевые красители придают продуктам привлекательный внешний вид и активно применяются в пищевой промышленности. Они делятся на два типа: синтетические и природные. Если натуральные вещества практически безвредны для здоровья человека, то превышение концентрации химических красителей в продукте может привести к аллергии, рассеянности внимания и даже вызвать анемию.

Как отметили авторы работы, сегодня для отслеживания концентрации синтетических красителей в продуктах используются электрохимические сенсоры — устройства, состоящие из электродов, которые реагируют на определённые химические составы. Обычно основой для электродов служат стеклоуглероды — твёрдые материалы с хорошей электропроводностью. Однако подобное оборудование достаточно дорогое.

• Gettyimages.ru
• © Candice Bell

В новой работе учёные создали сенсоры на основе электродов из углеволоконной вуали, которая обычно используется в качестве поверхностного слоя ламината или для декоративной отделки. Оказалось, что такой материал подходит и для определения концентрации химических красителей в продукте. При этом разработанные сенсоры получились более дешёвыми и чувствительными, чем импортные аналоги, утверждают авторы исследования.

«Материалы с углеродом — хорошие проводники тока. Но подходят не все: важны толщина волокон, способ их переплетения. Кроме того, нужно использовать модификаторы для увеличения мощности электрических сигналов. Например, графитовую пудру или горный минерал шунгит — и тогда можно увидеть концентрацию красителя в наномолях. В то время как импортные электроды могут определить содержание максимум в микромолях. Когда я посчитала себестоимость своего высокоточного сенсора, даже удивилась — всего 5 рублей», — рассказала RT инженер кафедры физики и химии УрГЭУ Екатерина Хамзина.

На сегодняшний день учёные создали сенсоры для определения уровня концентрации фиксатора цвета — нитрита натрия (Е250) и четырёх жёлтых и красных пищевых красителей: тартразина (Е102), «солнечного заката» (Е110), понсо 4R (Е124) и «красного очаровательного АС» (Е129).

В дальнейшем планируется продолжить эксперименты и создать сенсоры для определения синих красителей в пищевых продуктах.

Источник