Papel 3D

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 13657 (2022) Citar este artigo

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118 Altmétrico

Detalhes das métricas

A adulteração do leite é um problema comum nos países em desenvolvimento e pode levar a doenças fatais em humanos. Apesar de vários estudos para identificar diferentes adulterantes em amostras de leite, os efeitos de múltiplos adulterantes permanecem inexplorados. Neste trabalho, um dispositivo microfluídico tridimensional (3D) baseado em papel é projetado e fabricado para detectar simultaneamente vários adulterantes químicos no leite. Este dispositivo compreende uma tampa superior, uma tampa inferior e uma camada intermediária composta por zona de transporte e detecção. Ao fazer cortes no suporte da camada intermediária, o caminho do fluxo do dispositivo é caracterizado por uma velocidade ideal e uniforme. Pela primeira vez, sete adulterantes (ureia, detergentes, sabão, amido, peróxido de hidrogênio, hidrogenocarbonato de sódio e sal) são detectados na amostra de leite simultaneamente com avaliação de especificidade e análise detalhada de interferência de cor. Apenas 1–2 mL de volume de amostra são necessários para detectar 7 adulterantes de uma só vez. Usamos apenas 10 \(\upmu\)L do volume do reagente para a reação colorimétrica e encontramos os resultados em poucos segundos. A observação revela que o limite de detecção (LOD) dos adulterantes está na faixa entre \(0,05\%\) (vol./vol.) a \(0,2\%\) (vol./vol.) usando o colorimétrico técnica de detecção. A quantidade desconhecida dos adulterantes adicionados é medida usando as curvas de calibração obtidas a partir dos resultados dos experimentos. A repetibilidade e reprodutibilidade do processo, a sensibilidade e a faixa linear de detecção das curvas de calibração e o estudo estatístico dos dados de intensidade de cor são minuciosamente analisados ​​aqui. Em qualquer configuração de recursos limitados, espera-se que este dispositivo microfluídico 3D simples, portátil e fácil de usar seja usado para testar alimentos líquidos antes do consumo.

A adulteração de alimentos é um problema sério em todo o mundo, e tem recebido muita atenção das autoridades de segurança alimentar por ser perigosa para a saúde das pessoas. O leite é um dos alimentos mais adulterados nos países em desenvolvimento, que representam cerca de metade da produção total de leite em todo o mundo, incluindo Índia, Paquistão, China e Brasil. A disponibilidade de leite per capita aumenta ano após ano, mas há uma lacuna significativa entre a taxa de crescimento atual e a taxa de crescimento necessária para a produção de leite. O consumo de leite é alto porque é um alimento nutritivo de baixo custo enriquecido com proteínas, gorduras, carboidratos, vitaminas, minerais, etc. A adição de adulterantes torna o negócio de laticínios lucrativo ao preencher a lacuna entre demanda e oferta. A contaminação parece ser um dos meios acessíveis de atender às necessidades dos consumidores de leite, produzindo mais leite sintético1.

O leite está contaminado com ureia2,3,4, melamina5,6, detergentes7, ácido bórico8, formalina9, sulfato de amônio, sabões, sal, neutralizadores10, maltodextrina11, amido, açúcares12, clenbuterol13, tetraciclina14, peróxido de hidrogênio15, caramelo, água16,17 e muitas outras substâncias nocivas18. Esses produtos químicos são baratos e amplamente disponíveis. A falta de leis rígidas de fiscalização e a falta de técnicas de detecção rápidas e fáceis são os principais gargalos para manter esse problema sob controle. A qualidade do leite, normalmente, é determinada pelo percentual de gordura, valor SNF (sólido não gordo), teor de proteína e outros fatores19. Para melhorar esses parâmetros, geralmente, são adicionados adulterantes ao leite1. A água é adicionada ao leite para aumentar o volume. Em contraste, a uréia e a melamina aumentam o teor de nitrogênio não protéico no leite. Detergentes e sabões aumentam a brancura do leite e emulsionam o óleo adicionado. Peróxido de hidrogênio, sal e formalina são usados ​​para a preservação do leite. Açúcar e amido são usados ​​para aumentar a densidade do leite diluído, enquanto hidrogenocarbonato de sódio e carbonato de sódio são usados ​​para neutralizar a acidez do leite. As diretrizes da Organização Mundial da Saúde (OMS) e de outras autoridades de segurança alimentar especificam o limite seguro de consumo desses produtos químicos20. O limite de segurança da uréia no leite é de 70 mg/100 mL21. Para peróxido de hidrogênio e amido, o limite máximo de resíduo (LMR) é \(0,05\%\) v/v e \(0,15\%\) v/v, respectivamente22. Para detergente e sabão, o limite de segurança é inferior a 0,002 mg/kg23. De acordo com a Food Safety and Standard Authority of India (FSSAI), o leite não deve conter nenhuma quantidade adicionada de sal e carbonatos24. O consumo desses contaminantes acima do limite seguro pode resultar em doenças prejudiciais, como insuficiência renal, morte infantil, complicações gastrointestinais, diarreia, insuficiência renal e até mesmo câncer em humanos21.