Использование уникального отпечатка пальца продукта для обнаружения мошенничества

У каждой еды есть уникальный и невидимый химический «отпечаток пальца». Исследователь из Университета Пердью обнаружил быстрый и портативный способ идентифицировать этот отпечаток пальца и выявлять мошенничество с продуктами питания на ходу.

Допустим, есть еда, которая, как вы подозреваете, не так рекламируется. Возможно, сыр, который предположительно выдерживался пять лет, не имеет должного вкуса, или купленный вами шафран не кажется подходящим оттенком красного. Как бы вы это протестировали? Как это вообще будет выглядеть?

С химической точки зрения у нас есть возможность обнаружить эти различия в продуктах питания. Если вы отправите его химику-аналитику, он сможет положить подозрительный корм в свой масс-спектрометр (стоимостью около полумиллиона долларов и размером с большой чулан) и достаточно точно сообщить вам, есть ли в вашей рыбе что-нибудь подозрительное.

Это не так доступно для обычного покупателя. Бартек Раджва, профессор биоинформатики в Университете Пердью, помнил об этой проблеме, когда начал искать способы обнаружения мошенничества с продуктами питания. Была ли система относительно доступной? Сможет ли он сделать его портативным? Сможет ли он найти способ получить более немедленные результаты вместо того, чтобы неделями ждать традиционных лабораторных тестов?

Одним словом: да.

Но ему потребовалось больше, чем несколько попыток. «Еда, очевидно, представляет собой очень сложную матрицу», — говорит Раджва. «Если бы мы могли воспроизводимо зарегистрировать какой-то уникальный шаблон, связанный с конкретным продуктом, то, теоретически, это могло бы помочь [выявить мошенничество]». Раджва начал искать «отпечатки пальцев» еды, как он это называл; уникальный атомный состав, который точно скажет ему, какой кусок ветчины сделан из свинины, которую годами коптили в португальской пещере, а какой кусок ветчины просто покрасили, чтобы он выглядел таким образом.

Исследователь Purdue Бартек Раджва и постдокторант Purdue Сунхо Шин используют LIBS-спектроскопию для сбора данных с поверхности апельсина. Фотография любезно предоставлена ​​Университетом Пердью.

Традиционный метод такого рода тестирования требует много времени. Вы берете мазок образца пищи, позволяете бактериям расти на стерильной чашке, затем проверяете рост колоний бактерий и обнаруживаете конкретные ингредиенты в образце. Но если в вашем образце появится 500 различных колоний бактерий, это займет некоторое время.

Поигравшись со способами идентификации химических компонентов бактерий в различных образцах пищевых продуктов, Раджва придумал перепрофилировать технологию, которая уже использовалась для тестирования металлических сплавов.

Предположим, у вас есть свалка металлолома с грудами металлов от различных транспортных средств, приборов и другой техники. «Вы должны выяснить, какой тип сплава у вас есть, прежде чем он пойдет на переработку», — объясняет Раджва. Такая система существует и называется спектроскопией лазерного пробоя (LIBS). «Это потрясающий инструмент. По сути, он поражает объект лазером и создает очень-очень крошечный плазменный шлейф… Когда плазма остывает, образуется свет. У вас есть крошечный взрыв фейерверка, но он микроскопический». Именно в этом миниатюрном взрыве фейерверка образуются пики стихий. При использовании этих лазеров на металлическом сплаве легко увидеть различные пики для железа, алюминия, никеля или чего-либо еще, с чем вы работаете.

Раджва решил попробовать модифицировать испытательное оборудование LIBS, чтобы посмотреть, можно ли его использовать для других композиций; а именно еда.

Он попробовал образец с сырами Грюйер, произведенными на молочных фермах в разных регионах Швейцарии. Сами сыры были почти идентичны, но теоретически должны быть различия в химическом составе в зависимости от того, чем кормили коров и где они выращивались.

Это сработало; Раджва смог отличить сыр, произведенный на расстоянии 50 миль друг от друга. «С этого момента мы подумали, что это так круто. Давайте попробуем с кофе. Давайте попробуем со специями», — говорит он. Некоторые продукты легче отследить, чем другие. В исходном примере с сыром вероятность успеха составляет примерно 85 процентов. Для чего-то более простого, например синтетической ванили по сравнению с настоящим экстрактом ванили, вероятность успеха достигает почти 100 процентов. По словам Раджвы, большинство случаев мошенничества с продуктами питания не так уж сложны, поэтому их легче обнаружить. «Если мы говорим о сырах, то это, как правило, не две разные упаковки грюйера. [Обычно это] пармезан и выдержанный чеддер с целлюлозой. Я гарантирую вам, что отличить пармезан от выдержанного чеддера с целлюлозой — это даже не проблема».