Papier 3D

Oct 18, 2023

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 13657 (2022) Citer cet article

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Détails des métriques

La falsification du lait est un problème courant dans les pays en développement et peut entraîner des maladies mortelles chez l'homme. Malgré plusieurs études visant à identifier différents adultérants dans des échantillons de lait, les effets de plusieurs adultérants restent inexplorés. Dans ce travail, un dispositif microfluidique tridimensionnel (3D) sur papier est conçu et fabriqué pour détecter simultanément plusieurs adultérants chimiques dans le lait. Ce dispositif comprend un capot supérieur, un capot inférieur et une couche intermédiaire composée d'une zone de transport et d'une zone de détection. En réalisant des coupes sur le support de la couche intermédiaire, le trajet d'écoulement du dispositif est caractérisé par une vitesse optimale et uniforme. Pour la première fois, sept adultérants (urée, détergents, savon, amidon, peroxyde d'hydrogène, hydrogénocarbonate de sodium et sel) sont détectés dans l'échantillon de lait simultanément avec une évaluation de spécificité et une analyse détaillée des interférences de couleur. Seulement 1 à 2 ml de volume d’échantillon sont nécessaires pour détecter 7 adultérants à la fois. Nous n'avons utilisé que 10 \(\upmu\)L du volume du réactif pour la réaction colorimétrique et avons trouvé les résultats en quelques secondes. L'observation révèle que la limite de détection (LOD) des adultérants se situe entre \(0,05\%\) (vol./vol.) et \(0,2\%\) (vol./vol.) en utilisant l'analyse colorimétrique. technique de détection. La quantité inconnue des adultérants ajoutés est mesurée à l'aide des courbes d'étalonnage obtenues à partir des résultats des expériences. La répétabilité et la reproductibilité du processus, la sensibilité et la plage linéaire de détection des courbes d'étalonnage ainsi que l'étude statistique des données d'intensité de couleur sont analysées en profondeur ici. Dans tout environnement aux ressources limitées, ce dispositif microfluidique 3D simple, portable et convivial devrait être utilisé pour tester les aliments liquides avant leur consommation.

La falsification des aliments est un problème grave dans le monde entier, et elle a retenu beaucoup d'attention de la part des autorités de sécurité alimentaire car elle est dangereuse pour la santé humaine. Le lait est l’un des aliments les plus frelatés dans les pays en développement, qui représentent environ la moitié de la production laitière totale dans le monde, notamment en Inde, au Pakistan, en Chine et au Brésil. La disponibilité de lait par habitant augmente d'année en année, mais il existe un écart important entre le taux de croissance actuel et le taux de croissance requis de la production laitière. La consommation de lait est élevée car il s’agit d’un aliment nutritif peu coûteux, enrichi en protéines, lipides, glucides, vitamines, minéraux, etc. L’ajout d’adultérants rend l’industrie laitière rentable en comblant l’écart entre l’offre et la demande. La contamination apparaît comme l'un des moyens accessibles pour répondre aux besoins des consommateurs de lait en produisant davantage de lait de synthèse1.

Le lait est contaminé par l'urée2,3,4, la mélamine5,6, les détergents7, l'acide borique8, le formol9, le sulfate d'ammonium, les savons, le sel, les neutralisants10, la maltodextrine11, l'amidon, les sucres12, le clenbutérol13, la tétracycline14, le peroxyde d'hydrogène15, le caramel, l'eau16,17 et de nombreuses autres substances nocives18. Ces produits chimiques sont peu coûteux et largement disponibles. L’absence de lois d’application strictes et le manque de techniques de détection rapides et faciles constituent des obstacles majeurs au contrôle de ce problème. La qualité du lait est généralement déterminée par le pourcentage de matières grasses, la valeur SNF (Solid Not Fat), la teneur en protéines et d'autres facteurs19. Pour améliorer ces paramètres, des adultérants sont généralement ajoutés au lait1. De l'eau est ajoutée au lait pour augmenter le volume. En revanche, l’urée et la mélamine augmentent la teneur en azote non protéique du lait. Les détergents et les savons augmentent la blancheur du lait et émulsionnent l'huile ajoutée. Le peroxyde d'hydrogène, le sel et le formol sont utilisés pour la conservation du lait. Le sucre et l'amidon sont utilisés pour augmenter la densité du lait dilué, tandis que l'hydrogénocarbonate de sodium et le carbonate de sodium sont utilisés pour neutraliser l'acidité du lait. Les directives de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) et d'autres autorités de sécurité alimentaire précisent la limite de consommation sûre pour ces produits chimiques20. La limite de sécurité pour l'urée dans le lait est de 70 mg/100 mL21. Pour le peroxyde d’hydrogène et l’amidon, les limites maximales de résidus (LMR) sont respectivement de \(0,05\%\) v/v et \(0,15\%\) v/v22. Pour les détergents et les savons, la limite de sécurité est inférieure à 0,002 mg/kg23. Selon la Food Safety and Standard Authority of India (FSSAI), le lait ne doit contenir aucune quantité ajoutée de sel et de carbonates24. La consommation de ces contaminants au-delà de la limite de sécurité peut entraîner des maladies dangereuses telles que l'insuffisance rénale, la mort du nourrisson, des complications gastro-intestinales, la diarrhée, l'insuffisance rénale et même le cancer chez l'homme21.