A aflatoxina-B1, emitida por alguns bolores microscópicos, é uma substância química venenosa para o homem e para os animais. Provoca tumores malignos (câncer) e cirrose hepática, além de reduzir a imunidade. Exposição forte à aflatoxina-B1 pode levar a edema cerebral e insuficiência hepática grave, o que geralmente causa a morte, de acordo com a pesquisa.
Os fungos que produzem a aflatoxina-B1 existem naturalmente em muitos alimentos: leite e produtos lácteos, frutas secas, sementes de girassol, nozes, milho, amendoim, café, cacau, grãos e especiarias. A multiplicação excessiva dos fungos, levando a concentrações perigosas da aflatoxina-B1, pode ocorrer antes e durante a colheita, assim como no decurso da armazenagem e processamento dos alimentos.
A legislação de diferentes países regulamenta concentrações máximas da aflatoxina-B1 nos alimentos, variando de 4 µg/l (Europa) a 20 µg/l (EUA). Testes de aflatoxina-B1 em alimentos são obrigatórios na Rússia e em outros países.
A aflatoxina-B1 tem sido alvo de pesquisas desde 1961 – naquele ano, foi a causa da morte em massa de perus no Reino Unido. Nas últimas décadas, vários métodos de detecção da substância foram criados. Os mais populares atualmente são a cromatografia líquida, o ensaio de imunoabsorção enzimática e o uso de biossensores fotoeletroquímicos.
Os pesquisadores da MEPhI propuseram um novo método que, sem ser menos preciso, é mais simples e barato. Outras vantagens do método incluem o alto coeficiente de enriquecimento da substância pesquisada com aflatoxina-B1, o uso mínimo de solvente orgânico e sua influência mínima nas propriedades óticas do complexo.
"Na primeira etapa, ligamos a aflatoxina-B1 à fluoresceína usando íons de zinco. Depois, criamos redemoinhos na solução para destacar o complexo formado em concentração suficiente e pesquisar seus espectros óticos. Isso permite detectar a presença da aflatoxina-B1 em alimentos. Nosso método é várias vezes mais produtivo e barato que os outros. Permite detectar concentrações da aflatoxina-B1 a partir de 3 µg/l, uma concentração menor que as admitidas legalmente", conta à Sputnik Konstantin Katin, docente do Instituto de Nanotecnologias em Eletrônica, Spintrônica e Fotônica da MEPhI.
Os cientistas sublinham que os métodos de modelação usados na pesquisa permitiram reduzir várias vezes o número de experimentos e interpretar os resultados dos mesmos. Os cientistas descartaram a escolha gradual das melhores condições para o experimento, ou seja, a otimização de apenas uma variável por etapa (pH da solução, concentração de zinco, quantidade de solvente, concentração da solução quelante, período de formação do redemoinho).
Em vez disso, o modelo matemático permitia alterar todas as variáveis, levando em conta a interdependência delas e destacando as mais importantes. Graças a isso, o valor de cinco variáveis foi otimizado em apenas 46 experimentos.
Além disso, cálculos de química quântica foram usados para escolher os agentes químicos, permitindo predizer a eficácia do complexo "aflatoxina-B1–íon de zinco–fluoresceína" e calcular as suas propriedades estruturais, eletrônicas e óticas.
Os resultados obtidos permitem garantir a segurança de alimentos. A parte experimental da pesquisa foi levada a cabo na Turquia e a teórica na Rússia. A pesquisa visou satisfazer as necessidades da indústria alimentar turca: o método foi testado em avelãs cruas e torradas, passas e figos secos. A Turquia é o maior produtor mundial destes produtos, sendo a parte mais interessada nos resultados da pesquisa. Não obstante, outros países produtores ou importadores de alimentos também podem achar útil este método.
A pesquisa demonstra a utilidade prática para a indústria alimentar dos métodos de química quântica desenvolvidos na MEPhI. Os cientistas planejam continuar as pesquisas no intuito de modernizar os sistemas de controle de segurança alimentar em diferentes países.
