Nano Lettersに掲載された新しい研究で、研究者らは果物、野菜、ハーブに含まれる農薬化学物質を検出できる新しいセルロースベースの膜を開発した。この新しい食品安全検出システムは、化学物質が皮を通り抜けて果肉に浸透しているかどうかも判定できる。ナノリンクルセルロース/銀ナノ粒子膜 (NWCM-Ag) として知られるこの革新的な素材は感度が高く、食品に含まれる微量レベルの有害物質を正確に特定できる。
新しい食品安全検出方法により、研究者は果肉中の農薬残留物を発見できる
ガスクロマトグラフィーや液体クロマトグラフィーなどの従来の検出方法は、面倒で費用がかかる場合が多くあります。表面増強ラマン散乱 (SERS) は、その高い感度により有望な代替手段として浮上しましたが、ラマン分光法の信号が本質的に弱いため、その有効性は制限されています。
新しい研究では、セルロースの溶解、整列再生、その場でのナノ粒子合成を統合して、柔軟で透明かつ高感度の膜を作成することで、これらの制限に対処しています。NWCM-Ag 膜は、膜表面の金属ナノ粒子の電磁結合を強化する 3 次元ナノリンクル構造を利用しています。この設計により、10^-9 M という低濃度の農薬を検出できます。研究者は、この研究でチラムとカルベンダジムという 2 つの農薬に焦点を当てました。どちらも、食用作物に使用される広く使用されている殺菌剤です。研究の主な焦点はリンゴであり、テストにより、チラムと CBZ が皮から果肉層に浸透する可能性があることが明らかになりました。
研究の著者らによると、「果物の洗浄作業では農薬を完全に除去することはできない」という。
農薬汚染の状況は、時とともに悪化しています。水、土壌、食用作物は、これらの発がん物質によって絶えず浸潤され、不適切な農業慣行によって荒廃しています。USDAによる最新の農薬データ レポートでは、食品サンプル 10,000 個のうち 72% で検出可能な農薬残留物が見つかりました。USDA は、検査された食品の 99% は「消費者の健康にリスクをもたらさず、安全」であると主張していますが、農薬はどこにでもあるため、累積的な曝露によって健康リスクが生じる可能性があります。別の分析では、59 種類の果物と野菜に農薬残留物が見つかりました。これらのカテゴリのうち、20% に「重大なリスク」 をもたらすレベルの農薬残留物が含まれていました。
リンゴは農薬を除去するために完全に皮をむかなければならない
NWCM-Ag 膜の重要な革新の 1 つは、食品内の農薬の分布を視覚化できることです。研究者は、ラマンイメージング技術を使用して、農薬がリンゴの皮を通り抜けて果肉層 (約 30 マイクロメートルの深さ) に浸透できることを実証しました。この発見は、果物を洗うだけでは農薬残留物を除去するのに不十分であることを示唆しています。果物の中で最も栄養価の高い部分の 1 つである果物の皮は、農薬残留物を除去するために完全に除去する必要がある可能性があります。
NWCM-Ag 膜は感度だけでなく汎用性にも優れています。野菜、果物、魚介類、調味料など、さまざまな食品でテストされ、成功を収めています。膜は高い光学的透明性 (91%) と柔軟性を備えているため、さまざまな用途や検出シナリオに適しています。膜は、チリパウダー、キュウリ、米粒、エビなど、さまざまな食品に含まれる汚染物質を正常に検出することで、汎用性を実証しました。
「このナノシワセルロース膜の開発は、食品安全技術の大きな飛躍を表しています」と、この研究の主任研究者であるゼワン・リン博士は述べています。「空間的および電磁気的結合効果を強化することにより、私たちの膜は食品の安全性を確保するために非常に重要な、比類のない検出機能を提供します。」
この研究結果は、特に資源が限られている地域において、より効果的で利用しやすい食品安全対策への道を開くものである。超低濃度の農薬残留物を検出できる能力は、食品安全慣行を変革し、農薬摂取のリスクを減らし、発がん性物質に対する消費者保護を強化し、農業変革の必要性を喚起する可能性がある。
出典:
TheNewLede.org [PDF]
AMS.USDA.gov [PDF]
