RUOLO DEI BIOSENSORI NEL CONTROLLO DI QUALITÀ DEGLI ALIMENTI



Documenti analoghi
RAPPORTO DI PROVA. Tipo Campione PREPARAZIONI DI CARNE / ALTRE PREPARAZIONI DI CARNE Conferimento N 1 Specie Animale BUFALO Numero Campioni 1

RAPPORTO DI PROVA. Tipo Campione LATTE CRUDO / LATTE DI MASSA Conferimento N 1 Specie Animale BOVINO Numero Campioni 1.

CHIMICA ANALITICA AMBIENTALE (4 CFU, 32 ore frontali) Dott.ssa Mara Mirasoli - Dipartimento di Chimica G. Ciamician

CHIMICA ANALITICA AMBIENTALE (4 CFU, 32 ore frontali) Prof.ssa Mara Mirasoli - Dipartimento di Chimica Giacomo Ciamician

Liceo Tecnologico. Indirizzo Chimico e Materiali. Indicazioni nazionali per Piani di Studi Personalizzati

FITOPATOLOGIA, VETERINARIA E TECNICA APISTICA PER LA DIFESA DELL APE E PER LA QUALITA DEL

Università di Modena e Reggio Emilia. GRUPPO DI ELETTRONALISI

RAPPORTO DI PROVA. Tipo Campione LATTE CRUDO / LATTE DI MASSA Conferimento N 1 Specie Animale BUFALO Numero Campioni 1.

5B BIO classe partecipante al progetto Generazione Web

RAPPORTO DI PROVA. Tipo Campione PRODOTTI A BASE CARNE CRUDI / SALAME Conferimento N 1. Risultati Prove

CONOSCENZE / COMPETENZE STRUMENTI E METODI LABORATORIO COLLEGAMENTI VERIFICHE ORE

Biosensori e Sicurezza Alimentare: i bisogni dell imprese di trasformazione. Carla Orsi Dir. QISA ACCADEMIA DEI GEORGOFILI- FIRENZE

Laura Fabrizi

RAPPORTO DI PROVA. Tipo Campione PRODOTTI LATTIERO-CASEARI / ALTRI FORMAGGI FRESCHI A PASTA FILATA Conferimento N 1.

Al Dirigente Scolastico e p.c. Al Referente per l orientamento e p.c. ai docenti dell area tecnico-scientifica

C. NEBBIA CARATTERIZZAZIONE E VALUTAZIONE DEL RISCHIO CHIMICO/5 IL PIANO NAZIONALE RESIDUI (PNR)

Applicazioni biomediche e biotecnologiche di biomolecole: I Biosensori

Il medicinale veterinario ed rischio alimentare per l uomo

Facoltà di Scienze Biotecnologiche Corso di Laurea in Biotecnologie per l innovazione di processi e prodotti A.A. 2011/12

ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE CIGNA- BARUFFI- GARELLI

MATERIA: BIOLOGIA, MICROBIOLOGIA E TECNOLOGIE DI CONTROLLO SANITARIO

Controllo della crescita con antibiotici: batteriostatici

Composizione della materia vivente. Composizione molecolare delle cellule: acqua, sali, aminoacidi, proteine, glicidi, lipidi e acidi nucleici.

RAPPORTO DI PROVA. Tipo Campione LATTE CRUDO / LATTE DI MASSA Conferimento N 1 Specie Animale BOVINO Numero Campioni 1.

RAPPORTO DI PROVA. Tipo Campione LATTE CRUDO / LATTE DI MASSA Conferimento N 1 Specie Animale BUFALO Numero Campioni 1.

I sessione I prova

Agenti antibatterici e Meccanismi resistenza

Health issues: il sistema dei controlli di Laboratorio. dr. Lorenzo Barilli Responsabile Laboratori Gruppo CAP

1 Gli enzimi. 1.1 Definizione e caratteristiche Il sito attivo Classificazione e nomenclatura Meccanismo d azione 7

RAPPORTO DI PROVA. Tipo Campione PRODOTTI LATTIERO-CASEARI Conferimento N 1 Specie Animale OVINO Numero Campioni 1.

RAPPORTO DI PROVA. Tipo Campione LATTE CRUDO / LATTE DI MASSA Conferimento N 1. Risultati Prove

RAPPORTO DI PROVA. Tipo Campione PRODOTTI LATTIERO-CASEARI / MOZZARELLA DI BUFALA Conferimento N 1. Risultati Prove

7.8 - STRUMENTI AD AMPIO SPETTRO: I BIOSENSORI

RAPPORTO DI PROVA. Tipo Campione PRODOTTI LATTIERO-CASEARI / MOZZARELLA Conferimento N 1. Risultati Prove

ATTIVITA ANALITICHE DEL LABORATORIO

Trasporto di membrana

GLI ANTIBATTERICI I BATTERI

1.7.1 Classificazione Struttura e funzioni Riproduzione e approvvigionamento di energia I protisti 22

Dottorato multi impresa: «Sviluppo di un biosensore per la rilevazione rapida di Brettanomyces nei vini»


PERCORSO FORMATIVO DI BIOLOGIA, MICROBIOLOGIA E TECNOLOGIE DI CONTROLLO SANITARIO

Sensori e trasduttori

Indice Il cibo e l uomo I carboidrati

RAPPORTO DI PROVA. Tipo Campione CARNI MACINATE / CARNE MACINATA Conferimento N 2. Risultati Prove

Sezione Additivi E 951 ASPARTAME

Scuola Politecnica e delle Scienze di Base. Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale. College of Architecture & Environment

Corso di Laurea in Tecniche della Prevenzione nell Ambiente e nei Luoghi di Lavoro

Antibiotici: cenni storici

IMPIEGO DI ANTIBIOTICI IN APICOLTURA

Gli alimenti come ecosistemi

Materiale tratto da Prof. Nicola Cioffi Università di Bari =10

CENNI DI ELETTROCHIMICA

FUNGHI DELLA URBANI TARTUFI srl FUNGHI PORCINI INTERI CONGELATI. (Boletus edulis e relativo gruppo) Fungo porcino intero congelato 500 g F60068UT

Articolo 32. «Lo Stato tutela la salute dei cittadini» Valerio GIACCONE Presentazione modulo di Tecnologia degli Alimenti

La separazione elettrolitica di un metallo. Scheda di Laboratorio

Monitoraggio dei residui di medicinali veterinari e di altre sostanze negli animali vivi e nei prodotti animali in Unione Europea Risultati anno 2014

REGOLAMENTO (CE) N. 1181/2002 DELLA COMMISSIONE

La microbiologia per i vini rosati

Biologia Animale e Vegetale (O-Z) 10 CFU

C.d.L. Scienze Biosanitarie e Farmaceutiche Corso di Microbiologia e Biotecnologie dei Microrganismi

ESERCIZI POTENZIOMETRIA

TARIFFARIO DEL DIPARTIMENTO (approvato dalla Giunta in data e ss.mm. e ii.)

BIOTECNOLOGIE MICROBICHE E AGROALIMENTARI

RISOLUZIONE ECO 4/2004


I composti organici. Il carbonio e i composti organici

Validazione secondo UNI EN ISO del metodo Micro Biological Survey: Conta Batterica Totale e E. coli.

TECNOLOGIE ALIMENTARI II BEVANDE PARTE INTRODUTTIVA I

RAPPORTO DI PROVA. Tipo Campione PRODOTTI LATTIERO-CASEARI / BURRO Conferimento N 1. Risultati Prove

La consulenza S.A.T.A. (Servizio di Assistenza Tecnica agli Allevamenti )

BIOSENSORI. di Lucia Fornasari Università degli Studi di Pavia Dipartimento di Fisica, 23/05/

Safran, Fäden (Top-Qualität) 4 x 1 g Fili di zafferano (qualità eccellente) 4 x 1 g

Analisi degli zuccheri del vino nella vinificazione Dr. Simone Bellassai Enologo e CDR WineLab specialist

Titolo: Raccomandazioni per la conservazione di campioni

SSICA. al controllo analitico delle materie prime, dei semilavorati e del prodotto finito, al miglioramento qualitativo del prodotto

Indice generale. Introduzione 1. Zuccheri 6. Polisaccaridi 36. Ringraziamenti. Una breve nota sulla concentrazione 4 APPROFONDIMENTI 5

Corso di Laurea in IGIENE E SICUREZZA DEGLI ALIMENTI DI ORIGINE ANIMALE Anno Accademico

POLPETTONE CON PEPERONI 3 FETTE SV

PIANO DI MONITORAGGIO ESTERNO

L ALIMENTAZIONE IL NOSTRO CORPO È UNA MACCHINA CHE HA BISOGNO CONTINUAMENTE DI ENERGIA ANCHE QUANDO È A RIPOSO.

SOLUZIONI COMPITO A CHIMICA

BIODIVERSITÀ DEI LIEVITI DELLA VIGNA PER ESALTARE LA TIPICITÀ DEL VINO

PROGRAMMAZIONE SCIENZE DEGLI ALIMENTI Classe IV Prof. Roboamo Stefano Verona

Reg. (CE) 2073, punto 24 delle considerazioni preliminari

Codice prodotto: 355. Descrizione del prodotto ed ingredienti. Rappresentazione fotografica del prodotto

FUNGHI DELLA URBANI TARTUFI srl FUNGHI PORCINI INTERI CONGELATI. (Boletus edulis e relativo gruppo) Fungo porcino intero congelato F60501

La titolazione è un metodo di analisi chimica per la misura della concentrazione di una data sostanza in soluzione.

TECNICHE ANALITICHE ATTUALI PER IL CONTROLLO DEI VINI

FOOD SAFETY ANALYSIS 2014 Nuovi test materials: Alcuni numeri!

Campionamento chimico: parametri, matrici ed interpretazione dei risultati

Dott. Alfredo Marotta Bussolengo (VR) IL BLOG DI IPPOCRATE

LEZIONI Temi e competenze acquisite Argomenti Contenuti specifici Ore 1. INTRODUZIONE AL CORSO Informazioni per gli studenti. Strutture cicliche dei

ControllodiIntegrità dei filtri a membrana

ANTIBIOTICI ED INIBENTI

Voltammetria (Polarografia)

FOOD SAFETY ANALYSIS 2018 in evidenza: Accreditati EN ISO/IEC 17043:2010

Ministero dell istruzione, dell università e della ricerca. Liceo Tecnologico. Indirizzo Chimico e materiali

Misure di ph e titolazione acidobase con metodo potenziometrico

Transcript:

RUOLO DEI BIOSENSORI NEL CONTROLLO DI QUALITÀ DEGLI ALIMENTI Reparto Contaminanti Chimici CNQRA - ISS

CONTROLLO DEGLI ALIMENTI Fisiche ANALISI Chimiche Microbiologiche Informazioni sulle caratteristiche qualitative e nutrizionali, sulla sicurezza e sullo stato di conservazione di un alimento Cromatografia, Spettrofotometria, Elettroforesi, Titolazioni e altro Richiedeono tempi lunghi, trattamento dei campioni, e soprattutto non adatte al controllo in linea

I biosensori si presentano come una sintesi tecnologica di biologia, fisica e chimica, combinando così i vantaggi della specificità dei sistemi biologici con la risposta quantitativa e veloce degli strumenti elettronici. Definizione: un biosensore è un dispositivo analitico che utilizza un mediatore biologico sensibile per rilevare selettivamente e con alta sensibilità, analiti chimici o biologici, senza la necessità di un complesso pretrattamento del campione. Ciò viene solitamente ottenuto accoppiando il mediatore biologico sensibile ad un opportuno sistema di trasduzione, il quale converte la risposta biochimica in un segnale fisico quantificabile e processabile.

CAMPI DI APPLICAZIONE DEI BIOSENSORI AMBIENTALE BIOMEDICO BIOTECNOLOGICO FARMACEUTICO ALIMENTARE nutrienti, conservanti, coloranti, dolcificanti, contaminanti chimici e biologici, residui di farmaci veterinari e di fitofarmaci, monitoraggio di processi, controllo di qualità.

Biosensore Analita Microrganismi, Oligonucleoti, Metaboliti, Antigeni, Anticorpi, Proteine, Enzimi, Ioni, Gas Mediatore biologico sensibile Microrganismi Recettori Anticorpi Antigeni Enzimi Tessuti Oligonucleotidi Trasduttore Elettrochimico Ottico Calorimetrico Acustico Segnale Intesità di corrente Potenziale Conducibilità Assorbanza Temperatura Frequenza Piezoelettrico Frequenza di vibrazione

Classificazione dei Biosensori In base al mediatore - biocatalitici o sensori enzimatici - chemorecettoriali o sensori a recettore - immunologici o immunosensori In base al trasduttore - biosensori elettrochimici - biosensori ottici o bio-optrodi; - biosensori calorimetrici o biotermistori; - biosensori acustici conduttometrici impedometrici potenziometrici amperometrici

TRASDUTTORI E CAMPI DI APPLICAZIONE elettrodo ione selettivo (ISE) Glutammato, urea, aminoacidi, penicillina, DNA, RNA, glucosio, colesterolo, alcoli, amigdalina. elettrodo a O 2 elettrodo a H 2 O 2 Glucosio, solfito, glutammato, etanolo, ossalato, L-aminoacidi, saccarosio, lattato, colesterolo, aspartame, nucleotidi, galattosio, acido acetico, BOD. Solfito, glucosio, colesterolo, glutammato, nucleotidi, putrescina, cadaverina, istamina, L-aminoacidi, aspartame, lattato, glutamina, alcoli, ecc.

TRASDUTTORI E CAMPI DI APPLICAZIONE sistemi ottici Acetaldeide, alanina, malato, lattato, nitrato, glucosio, glicerolo, etanolo, xilitolo, isocitrato, glutammato, sorbitolo, galattosio piezoelettrico calorimetrico ISFET Glucosio, atrazina, propazina, Salmonella, Escherichia coli, Candida, altri microrganismi e tossine microbiche Acido ascorbico, glucosio, lattato, trigliceridi, colesterolo, galattosio, etanolo, saccarosio, penicillina G, ossalato, lipidi, xantina e ipoxantina Glucosio, lattato, urea e diversi ioni

Teoria e funzionamento Il biosensore utilizzato impiega un trasduttore potenziometrico non invasivo a diffusione gassosa per la determinazione del biossido di carbonio, mediante il quale viene misurata l'attività respiratoria di cellule microbiche, in presenza e in assenza di sostanze ad attività antimicrobica. Il sistema impiega cellule non immobilizzate. E = E + k log (yco 2 ))

TRASDUTTORE POTENZIOMETRICO (A) elettrodo indicatore (B) uscita gas trasportatore (C) ingresso gas trasportatore (D) elettrodo di riferimento (E) soluzione elettrolitica (F) sonda campionatrice

Sistema analitico Non invasivo Cellule non immobilizzate Gas di trasporto, CG; valvola elettromagnetica, EV; trasduttore elettrochimico, HyBS; celle di analisi, X; cella di riferimento, R; flussimetro, FM; multimetro, M; sistema di acquisizione ed elaborazione dati, PC.

Applicazioni del biosensore potenziometrico nel settore alimentare Matrici: latte, vino, birra, acque minerali, miele, bevande alcoliche e analcoliche, succhi di frutta Analiti primari: CO 2 -O 2 -NO 2 -HCl -H 2 O - NH 3 -SO 2 Analiti secondari: residui di farmaci antibatterici, metalli pesanti, VOC, VIC, composti aromatici, anidride solforosa, ammoniaca, nitrati e nitriti

Esempi di Modalità Operative Sono state vagliate due diverse modalità operative: la prima basata sulla riduzione dell attività respiratoria delle cellule dopo incubazione con la sostanza inibente. la seconda basata sulla variazione della velocità di produzione di CO 2 da parte delle cellule, dovuta alla presenza dell inibente. Ε (mv) Ε (mv) 10 8 6 4 2 0 flumechina (100 µg kg -1 ) E. coli Penicillina (4ppm) Penicillina (4ppm + Pasi) controllo (E. coli ) time (min) 0 60 120 180 240 300 time (min)

Percentuali di inibizione PENICILLINE Ampicillina -65 Penicillina G -67 Amoxicillina -69 Cloxacillina -69 AMINOGLICOSIDI Streptomicina -51 Neomicina -52 Gentamicina -54 Spectinomicina -49 MACROLIDI Eritromicina -55 Tilosina -59 Spiramicina -57 Tilmicosina -55 SULFAMIDICI Sulfadiazina -63 Sulfadimetossina -67 Sulfatiazolo -66 Sulfametazina -70 Microrganismo utilizzato: Bacillus stearothermophilus var. calidolactis

Percentuali di inibizione TETRACICLINE Microrganismo utilizzato: Escherichia coli CHINOLONI Tetraciclina -49 Ossitetraciclina -48 Clortetraciclina -53 Norflossacina -49 Ciproflossacina -68 Enroflossacina -59 Flumechina -78 Acido nalidixico -52 Marboflossacina -77 Danoflossacina -64

PERCENTUALI DI INIBIZIONE Cadmio -33 METALLI PESANTI Mercurio -41 Piombo -36 Microrganismo utilizzato:saccharomyces cerevisiae

ALCUNI ESEMPI DI APPLICAZIONI SUI CONTAMINANTI CHIMICI Metodi messi a punto: Metodo di screening per la determinazione di antibatterici nel latte Metodi di screening per la determinazione di metalli pesanti in matrici alimentari liquide Metodi in prova: Metodo di screening per la determinazione di antibiotici nel miele Metodo di post-screening per la determinazione di antibiotici nel latte

VANTAGGI E LIMITAZIONI Economico Breve tempo di analisi Buona precisione e sensibilità Ampio range di linearità Elevato rapporto s/r e s/d Piccola quantità di campione Nessun trattamento del campione Possibilità di seguire in continuo i processi Impiego di un elettrodo non invasivo Non richiede immobilizzazione dei microrganismi Possibilità di impiego in matrici solide Non soggetto a inibizione da accumulo di CO 2 La specificità dipendente dal microrganismo impiegato Il segnale elettrico può essere influenzato da variazioni di temperatura e pressione atmosferica Il rumore risente dell effetto dei campi elettrici La stabilità del segnale richiede la formazione di uno strato di ossido il raggiungimento e la stabilità della linea di base si ottengono in circa 30 minuti

Conclusioni La tecnologia dei sensori chimici e dei biosensori è in grado di soddisfare importanti requisiti necessari al monitoraggio di bioprocessi, grazie a sensibilità, selettività, velocità di risposta, compattezza e facilità d'uso dei sensori stessi. Tali caratteristiche peraltro, ben si prestano a soddisfare i nuovi criteri della normativa europea in tema di sicurezza alimentare che ha introdotto l autocontrollo mediante sistema HACCP durante tutte le fasi di produzione degli alimenti. Da qui la necessità di controlli in linea e monitoraggi durante i cicli di produzione mediante metodi semplici, rapidi, specifici e a basso costo come quelli basati sui biosensori.