食品固有の指紋を使用して不正行為を検出する

すべての食品には、目に見えない固有の化学的な「指紋」があります。パデュー大学の研究者は、外出先でもその指紋を識別し、食品偽装を嗅ぎ分けるための迅速で持ち運び可能な方法を発見しました。

宣伝されているほどではないと思われる食品があるとします。おそらく、5年間熟成させたはずのチーズには適切なファンクがなかったり、購入したサフランの赤の色合いが適切ではなかったりする可能性があります。どうやってテストしてみますか？それは一体どのようなものでしょうか？

化学的には、私たちは食品のこうした違いを検出する能力を持っています。分析化学者に送ると、疑わしい食品を質量分析計に入れて（約50万ドル相当、大きなクローゼットほどのサイズ）、魚に何か怪しいものがあるかどうかをかなり正確に教えてくれる。

それは平均的な買い物客にとってはそれほどアクセスしやすいものではありません。パデュー大学の生物情報学教授である Bartek Rajwa 氏は、食品偽装を検出する方法を検討し始めたとき、この問題を念頭に置いていました。比較的手頃なシステムはありましたか？彼はそれをポータブルにできるだろうか？従来の臨床検査で何週間も待つのではなく、よりすぐに結果が得られる方法を見つけられるでしょうか?

一言で言えば、そうです。

しかし、それは何度か試しただけではありませんでした。「食品は明らかに非常に複雑なマトリックスです」とラジワ氏は言います。「特定の製品に関連付けられたある種の固有のパターンを再現可能に登録できれば、理論的には、[不正行為の特定] に役立つ可能性があります。」ラジワさんは食べ物の「指紋」（彼が言うところの）を探し始めた。ユニークな原子構造により、どのハムのスライスがポルトガルの洞窟で何年も熟成させた豚肉から作られたものか、どのハムのスライスがそのように見えるように塗装されたのかを明確に知ることができた。

パーデューの研究者 Bartek Rajwa とパーデューの博士研究員 Sungho Shin は、LIBS 分光法を使用してオレンジの表面からデータを収集します。写真提供：パデュー大学。

この種のテストの従来の方法では時間がかかります。サンプル食品の綿棒を採取し、滅菌プレート上で細菌を増殖させ、増殖した細菌コロニーをテストしてサンプル中の特定の成分を発見します。しかし、サンプル上に 500 個の異なる細菌のコロニーが出現した場合、それには時間がかかります。

さまざまなサンプル食品から細菌の化学成分を識別する方法を試した後、ラジワ氏は、金属合金の検査にすでに使用されていた技術を再利用することを思いつきました。

さまざまな車両、電化製品、その他の機械からの金属の山があるスクラップ置き場があるとします。「リサイクルに出す前に、どのような種類の合金があるのかを調べなければなりません」とラジワ氏は説明します。レーザー誘起破壊分光法 (LIBS) と呼ばれるシステムが存在します。「それは魅力的なツールです。基本的にレーザーを物体に当て、非常に小さなプラズマプルームを生成します…プラズマが冷えると光が形成されます。小さな花火の爆発がありますが、それは微細なものです。」このミニチュアの花火の爆発の中で、元素のピークが形成されます。これらのレーザーを合金に使用すると、鉄、アルミニウム、ニッケルなど、作業対象となるあらゆるものの異なるピークが簡単に確認できます。

Rajwa 氏は、LIBS 試験装置を改造して、他の組成物にも使用できるかどうかを確認することにしました。つまり食べ物。

彼は、スイスのさまざまな地域の酪農場で作られたグリュイエールチーズを使ってサンプルを試しました。チーズ自体はほぼ同じでしたが、理論的には、牛に与えられた餌や育てられた場所に基づいて化学組成に違いがあるはずです。

出来た; ラジワさんは、50マイル離れた場所で生産されたチーズを区別することができました。「その時点から、私たちはこれがとてもクールだと思いました。コーヒーと一緒に試してみましょう。スパイスを加えて試してみましょう」と彼は言います。一部の食品は他の食品より追跡が簡単です。元のチーズの例では、成功率はおよそ 85% です。合成バニラと本物のバニラエキスなど、よりカットアンドドライなものでは、成功率はほぼ 100% にまで跳ね上がります。そして、ほとんどの食品偽装はそれほど巧妙ではないため、発見は容易だとラジワ氏は言う。「チーズについて話している場合、それは通常、グリュイエールの 2 つの異なる容器ではありません。 [通常は]パルメザンチーズとセルロースを加えた熟成チェダーチーズです。パルメザンチーズとセルロースを使用した熟成チェダーチーズの違いを見分けるのは、それほど難しいことではないことを保証します。」