به گزارش بهداشت نیوز، شیر یکی از مهمترین مواد غذایی در سبد مصرفی خانوادهها به شمار میرود و به دلیل ترکیب متعادل مواد مغذی، از آن با عنوان «غذای کامل» یاد میشود. این ماده حاصل ترشح غدد پستانی حیوانات سالم است و ترکیبی از آب، لاکتوز (قند طبیعی شیر)، پروتئین، چربی، ویتامینها، کلسیم و دیگر مواد معدنی را در خود دارد. مصرف منظم شیر در دوران کودکی و نوجوانی به رشد و شکلگیری بافتهای بدن کمک میکند و در بزرگسالی و سالمندی نیز در حفظ سلامت استخوانها، تأمین انرژی و پیشگیری از برخی بیماریها نقش دارد. گزارشهای بینالمللی نشان دادهاند کشورهایی که مصرف سرانه شیر در آنها بالاتر است، به طور میانگین از طول عمر بیشتری برخوردارند.
با وجود این اهمیت، کیفیت و ایمنی شیر موضوعی بسیار حساس است. ترکیبات شیر تحت تأثیر عواملی مانند نوع تغذیه دام، مرحله شیردهی، شرایط فصلی و وضعیت سلامت حیوان تغییر میکنند. برای نمونه، نسبت چربی به پروتئین میتواند نشانهای از سلامت گله و وضعیت متابولیکی دام باشد. همچنین وجود سلولهای سوماتیک (سلولهایی که در پاسخ به التهاب یا عفونت در شیر افزایش مییابند) میتواند بر کیفیت فرآوری و ماندگاری شیر اثر بگذارد. افزون بر این، تولید محصولات ویژه مانند شیر کملاکتوز برای افراد دچار عدم تحمل لاکتوز، نیازمند اندازهگیری دقیق ترکیبات است. افزایش مصرف جهانی لبنیات و رقابت میان تولیدکنندگان باعث شده نیاز به روشهای سریع، دقیق، غیرمخرب و مقرونبهصرفه برای سنجش کیفیت شیر بیش از گذشته احساس شود.
در همین زمینه، نسرین قلعهبان، عضو دانشکده فیزیک دانشگاه خوارزمی، به همراه دو همکار دانشگاهی خود، پژوهشی مروری درباره شیوههای ارزیابی کیفیت شیر انجام دادهاند. این پژوهش که بر مرور روشهای مختلف سنجش ترکیبات اصلی شیر تمرکز دارد، تلاش کرده است فناوریهای نوین را به زبان علمی بررسی و مزایا و محدودیتهای هر یک را مقایسه کند. تمرکز این مطالعه بر ابزارهایی است که میتوانند چربی، پروتئین، لاکتوز و دیگر ترکیبات مهم شیر را با دقت بالا اندازهگیری کنند و در عین حال برای صنایع لبنی کاربردی باشند.
در این مقاله، پژوهشگران مهمترین روشهای طیفسنجی را مرور کردهاند. طیفسنجی به زبان ساده به معنای بررسی نحوه برهمکنش نور با ماده است. هر ماده هنگام برخورد با نور، واکنش ویژهای نشان میدهد که میتواند مانند یک «اثر انگشت» شیمیایی برای شناسایی آن به کار رود. در این بررسی، سه رویکرد اصلی شامل طیفسنجی رامان، طیفسنجی فروسرخ و تحلیل متابولومیک معرفی و تشریح شدهاند. هدف از این مرور، نشان دادن توانایی این روشها در اندازهگیری دقیق اجزای مختلف شیر و تشخیص تغییرات یا آلودگیهای احتمالی بوده است.
نتایج این بررسی نشان میدهند طیفسنجی رامان که بر پایه پراکندگی نور لیزر عمل میکند، قادر است مولکولها را بر اساس ویژگیهای ارتعاشی منحصربهفردشان شناسایی کند. این روش حتی میتواند مولکولهای بسیار شبیه به هم، مانند گلوکز و گالاکتوز، را از یکدیگر تفکیک کند. در این تکنیک، نمونه با نور لیزر تکفام تابیده میشود و نور پراکندهشده اطلاعات دقیقی درباره ساختار مولکولی ارائه میدهد. چنین دقتی میتواند در شناسایی تغییرات جزئی ترکیبات شیر یا تشخیص مواد تقلبی بسیار ارزشمند باشد.
همچنین طیفسنجی فروسرخ (IR) به عنوان روشی دیگر معرفی شده است که با تاباندن نور فروسرخ و اندازهگیری میزان جذب آن توسط مولکولها، اطلاعات کمی درباره اجزای تشکیلدهنده شیر فراهم میکند. از سوی دیگر، تحلیل متابولومیک که به مطالعه مولکولهای کوچک حاصل از فرآیندهای زیستی میپردازد، امکان شناسایی نشانگرهای زیستی مرتبط با کیفیت، بیماریهای دام یا باقیمانده داروها را فراهم میسازد. این روشها در مجموع نشان دادهاند که میتوانند ابزارهایی مؤثر برای افزایش دقت در ارزیابی کیفی شیر باشند.
بر اساس جمعبندی این پژوهش، هر یک از روشهای معرفیشده مزایا و محدودیتهای خاص خود را دارند. با این حال، به نظر میرسد طیفسنجی رامان، بهویژه در ترکیب با تکنیک تقویتشدهای به نام SERS (طیفسنجی رامان تقویتشده سطحی)، بتواند گزینهای کارآمدتر برای شناسایی نمونهها در غلظتهای پایین باشد. این ویژگی بهویژه در تشخیص آلودگیهای جزئی یا باقیمانده مواد ناخواسته اهمیت دارد.
اهمیت این یافتهها در آن است که صنایع لبنی میتوانند با بهرهگیری از فناوریهای نوین، کیفیت محصولات خود را با سرعت و دقت بیشتری پایش کنند. استفاده از روشهای غیرمخرب به این معناست که نمونه شیر بدون آسیب جدی مورد آزمایش قرار میگیرد و امکان انجام آزمایشهای متعدد فراهم میشود.
به گفته محققان، در صورت توسعه بیشتر و رفع محدودیتهای فنی، این فناوریها میتوانند به ابزارهای استاندارد و شناختهشده در آزمایشگاههای کنترل کیفیت تبدیل شوند و اطمینان مصرفکنندگان را نسبت به سلامت محصولات لبنی افزایش دهند.
قابل ذکر است این نتایج علمی پژوهشی در «فصلنامه دنیای نانو» وابسته به انجمن نانوفناوری ایران منتشر شدهاند؛ نشریهای تخصصی که به انتشار پژوهشهای علمی در حوزه فناوریهای نوین، از جمله کاربردهای نانو و روشهای پیشرفته تحلیلی، میپردازد.
منبع: ایسنا