Измерение электропроводности молока позволит определить наличие и концентрацию в нем антибиотиков — такую технологию изобрели российские ученые. Она точнее, чем применяемые сейчас в промышленности тест-полоски, уверяют разработчики.
Постоянный контроль за составом молока необходим, чтобы исключить попадание остатков лекарств, которыми лечили корову, в продукты — это угрожает здоровью потребителей. Мнения экспертов относительно ноу-хау разделились. Одни считают его быстрым и надежным способом контроля, другие говорят, что количество антибиотиков в продукте обычно настолько мало, что зафиксировать его предложенным способом невозможно.
Ученые ИТМО разработали новую технологию для анализа молока на содержание антибиотиков и их концентрацию. Они предлагают использовать электрохимический метод, основанный на способности веществ менять проводимость тока при окислении. Результаты измерений обрабатывает специально обученный искусственный интеллект. Система состоит из трех компонентов: сенсора с электродом, устройства для подачи электричества и программы на основе машинного обучения.
— Сначала мы разместили образец на электродном сенсоре из меди, никеля и углерода — при контакте с молоком эти вещества окисляются. Затем с помощью прибора для подачи электрического тока определенного напряжения (потенциостата) пустили напряжение на электрод. И измерили отклик от сенсора с образцом: при окислении металла снижается его проводимость, и прибор фиксирует это в виде перепадов напряжения тока. Чем меньше в молоке антибиотиков, тем сильнее окисляется металл на электроде: за этот процесс отвечает молочная кислота, продукт жизнедеятельности бактерий. Соответственно, падает и напряжение тока во всей системе, — сказал один из разработчиков, аспирант Научно-образовательного центра инфохимии ИТМО Вадим Беляев.
Следы антибиотиков, которые неизбежно используются на любой ферме для профилактики и лечения болезней у животных, — серьезная проблема для производителей и потребителей молочной продукции. Остатки препаратов могут негативно влиять на здоровье человека — например, вызывать аллергию или резистентность к антибактериальным препаратам. Поэтому их содержание нужно тщательно контролировать.
Сейчас для быстрого анализа в основном используют тест-полоски, однако их точность не превышает 70%, пояснили ученые ИТМО. Кроме того, такое исследование определяет только наличие или отсутствие антибиотиков в молоке, но не их количество.
Исследователи провели серию лабораторных экспериментов с пятью самыми распространенными антибиотиками: стрептомицином, пенициллином, тетрациклином, цефазолином и препаратом для животных — цефтиофуром. Растворы сухого молока с отдельными видами антибиотиков и их сочетаниями по-разному взаимодействовали с поверхностью электрода, а результаты их реакций отмечались резкими отклонениями в вольт-амперных характеристиках. Все эти данные разработчики использовали для тренировки алгоритма машинного обучения. Полученный ими программный пакет анализирует входные сигналы от электрода и потенциостата и автоматически определяет содержание антибиотиков в образцах.
Кроме анализа содержания молока предложенную технологию можно применять для обнаружения нежелательных примесей в нефти, проверки качества кофе, определения антиоксидантов в вине, а также сорта и места произрастания винограда, из которого оно изготовлено.
Источник: iz.ru
