Les scientifiques de l'Université nationale de recherche nucléaire MEPhI ont mis au point un méthode peu coûteuse et respectueuse de l'environnement pour déterminer si les aliments contiennent de l'aflatoxine-B1 toxique. Les résultats contribueront à assurer la sécurité alimentaire. Les résultats de l'étude ont été publiés dans le Journal de la composition et de l'analyse des aliments .

L'aflatoxine-B1 est un composé chimique toxique pour les humains et les animaux; il est sécrété par certains types de moisissures microscopiques. L'aflatoxine-B1 provoque des tumeurs malignes (cancer) et une cirrhose hépatique; il réduit également l'immunité. Une intoxication grave à l'aflatoxine B1 provoque un œdème cérébral et une insuffisance hépatique aiguë, qui conduit généralement à la mort.

Les champignons sécrétant de l'aflatoxine B1 sont présents dans de nombreux aliments :lait et produits laitiers, fruits secs, graines de tournesol, des noisettes, maïs, cacahuètes, café, cacao, céréales et épices. La croissance excessive de ces champignons, conduisant à des concentrations dangereuses d'aflatoxine-B1, est observé avant et pendant la récolte, ainsi que lorsque les aliments sont stockés et transformés. La plus grande quantité possible d'aflatoxine-B1 dans les aliments est soumise à la loi dans différents pays et varie de 4 g/L (Europe) à 20 μg/L (États-Unis). La vérification des aliments pour l'aflatoxine-B1 est obligatoire en Russie et dans d'autres pays.

L'aflatoxine-B1 est activement étudiée depuis 1961, quand il a déclenché une mort massive de dindes en Angleterre. Sur plusieurs décennies, de nombreuses méthodes ont été développées pour déterminer ce composé chimique. Aujourd'hui, chromatographie liquide, Le dosage immunoenzymatique et les biocapteurs photoélectrochimiques sont les méthodes les plus courantes pour déterminer la présence d'aflatoxine-B1. Les scientifiques du MEPhI ont mis au point une nouvelle méthode, ce qui n'est pas moins précis mais plus simple et moins cher. Les autres avantages de la nouvelle méthode incluent le facteur d'enrichissement élevé en aflatoxine-B1 de la substance étudiée, utilisation minimale de solvants organiques et son effet minimal sur les propriétés optiques du complexe.

« Au premier stade, nous utilisons l'ion zinc pour lier l'aflatoxine-B1 à la fluorescéine. Ensuite, nous créons des vortex dans la solution pour isoler une concentration suffisante du composé formé pour étudier ses spectres optiques. Cela nous permet de déterminer l'aflatoxine-B1 dans des échantillons d'aliments. La nouvelle méthode est plusieurs fois plus productive et moins chère que les autres. Il est sensible à l'Aflatoxine-B1 à une concentration de 3 μg/L, qui est inférieure à la plus grande quantité possible établie par la loi, " Konstantin Katin, professeur agrégé à l'Institut de nanotechnologie en électronique, Spintronique et Photonique du MEPhI, mentionné.

Selon les scientifiques, les méthodes de modélisation ont joué un rôle énorme, permettant de multiplier par plusieurs le nombre d'expériences et d'interpréter les résultats obtenus expérimentalement. Les scientifiques ont abandonné la sélection séquentielle des meilleures conditions expérimentales, où à chaque étape la valeur d'une seule variable est optimisée (pH de la solution, concentration en zinc, volume de solvant, concentration de la solution chélatante, temps d'agitation de la solution). Au lieu, ils ont changé simultanément toutes les variables dans un modèle mathématique qui considère les interdépendances des variables, en soulignant les plus importants. Cela a permis d'optimiser la valeur de cinq paramètres, n'ayant mené que 46 expériences dans des conditions différentes.

De plus, des calculs de chimie quantique ont été utilisés pour sélectionner des agents chimiques appropriés, qui a permis de prédire à l'avance l'efficacité du complexe Aflatoxine-B1-ion zinc-fluorescéine et de calculer sa structure, électronique, et les caractéristiques optiques.

Les résultats obtenus contribuent à assurer la sécurité alimentaire. La partie expérimentale de l'étude a été réalisée en Turquie, tandis que la partie théorique s'est déroulée en Russie. L'étude a porté sur les besoins de l'industrie agroalimentaire turque :la méthode a été testée sur des noisettes crues et torréfiées, raisins secs et figues sèches. La Turquie est le plus grand producteur mondial de ces produits et est donc très intéressée par les résultats de l'étude. Cependant, la méthode peut également être utile à d'autres pays produisant ou achetant des aliments.

L'étude montre que les méthodes théoriques de chimie quantique développées au MEPhI s'avèrent utiles pour la recherche appliquée dans l'intérêt de l'industrie alimentaire. Les scientifiques souhaitent poursuivre leurs recherches pour moderniser les systèmes de contrôle de la sécurité sanitaire des aliments dans différents pays.