Исследователи разработали сверхчувствительный биоэлектронный язык, который измеряет сладость, имитируя вкусовые рецепторы человека.
Конфеты, печенье, соки. Почти все любят сладкое, но то, что одному человеку кажется слишком сладким, другому может показаться не таким уж и сладким. Эта изменчивость затрудняет разработку новых продуктов питания и напитков, поэтому компании ищут более объективный метод. Теперь исследователи, сообщающие в ACS Applied Materials & Interfaces, разработали сверхчувствительный биоэлектронный язык, который измеряет сладость, имитируя вкусовые рецепторы человека.
Хотя сенсорные панели человека являются наиболее распространенным способом анализа вкуса вещества, может быть много различий в том, как люди воспринимают вкусы. Чтобы получить более объективные данные, исследователи создали биоэлектронные языки в лаборатории, но они либо сложны в производстве, либо не могут полностью воспроизвести принцип работы человеческого языка.
Человеческие языки имеют рецепторы сладкого вкуса с двумя большими сложными структурами, которые связываются с такими соединениями, как сахара. Самая внешняя часть одной из этих структур называется доменом венериной мухоловки, потому что ее шарнирная двухлопастная молекулярная структура напоминает листья насекомоядного растения, которые смыкаются вокруг своей добычи. Этот домен взаимодействует с большинством сладких веществ, которые потребляет человек.
Исследователи прикрепили копии домена венериной мухоловки, сделанные бактериями, тонким слоем на золотом электроде. Затем они соединили несколько золотых электродов вместе с углеродными нанотрубками, создав устройство на полевом транзисторе. При подаче на устройство растворов сладкой сахарозы или искусственного подсластителя сахарина ток уменьшался. Исследователи говорят, что датчик реагировал на эти решения до фемтомолярного уровня 0,1, что в 10 миллионов раз более чувствительно, чем у предыдущих биоэлектронных сенсоров.
Устройство также могло постоянно измерять сладость настоящих напитков, таких как яблочный сок и подслащенный сахарозой ромашковый чай, но оно не давало ответа при введении целлобиозы (безвкусный сахар) или глутамата натрия (соль, известная как глутамат натрия). Поскольку биоэлектронный язык был одновременно чувствительным и избирательным в отношении соединений со сладким вкусом, исследователи говорят, что он может стать мощным инструментом для здравоохранения, фармацевтики, производства продуктов питания и напитков.