生物性電子鼻幫助「聞」出腐敗味
2018/01/22 @國際
示意圖
屍胺(Cadaverine；CV)是一種具有腐臭氣味的化合物，在動物身體組織腐爛時因蛋白質中的離胺酸(Lysine)脫去CO2而產生，高濃度屍胺會呈漿狀甚至結晶狀，能於空氣中發煙並具有一定毒性。生肉、生魚或其他海鮮放置一段時間後會逐漸腐敗，在腐敗初期由於內部所含屍胺甚少，因此無法經由外觀或氣味辨識；雖然可藉由烹煮殺死食物中的細菌，但屍胺等腐敗胺類卻無法消除，導致食用後的食物中毒與過敏現象。目前屍胺可利用酵素免疫分析法(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay；ELISA)、高壓液相層析法(High Performance Liquid Chromatography；HPLC)、比色法等方法偵測，但各國並無相關腐敗胺類的統一規範。
由於一般使用的偵測法需要高度的專業性與實驗室儀器，無法提供監測食品安全的即時性，故韓國首爾大學(Seoul National University)開發了功能性生物電子鼻(oriented nanodisc (ND)-functionalized bioelectronic nose (ONBN))能用來檢測生鮮食品樣本中的屍胺。其中的生物性受體來自於斑馬魚中對屍胺敏感性高的受體膜蛋白TAAR13c (trace-amine-associated receptor 13c)，將相關基因放入大腸桿菌中製造大量蛋白，純化後放入nanodiscs，藉由nanodiscs穩定膜蛋白結構與生理功能，之後再結合奈米碳管薄膜場效電晶體(carbon nanotube-based field effect transistors)形成高靈敏度的生物電子鼻。【延伸閱讀】牛肉經分解而得的多肽可以減少苦味
雖然早前已有研究指出斑馬魚中含有對屍胺具高度親合性的受體，但遲遲無法突破完整分離與穩定此受體膜蛋白之技術，故此技術可視為機械與生物功能性結合的相關案例之一；雖然初步測試只有檢測食品新鮮度，但未來電子鼻或許可應用至偵測食品防腐劑含量或甚至發現屍體，幫助警方辦案及救災使用。
相關研究發表於美國化學學會的ACS Nano
資料來源
- NewFood
- Nanodisc-Based Bioelectronic Nose Using Olfactory Receptor Produced in Escherichia coli for the Assessment of the Death-Associated Odor Cadaverine
文章摘譯
