Una lengua bioelectrónica "saborea" lo dulce

01.02.2022 - Estados Unidos

Caramelos, galletas, zumos. A casi todo el mundo le gustan los dulces, pero lo que a una persona le parece demasiado azucarado, a otra le parece perfecto. Esta variabilidad dificulta el desarrollo de nuevos alimentos y bebidas, por lo que las empresas han buscado un método más objetivo. Ahora, unos investigadores que publican en ACS Applied Materials & Interfaces han desarrollado una lengua bioelectrónica ultrasensible que mide el dulzor imitando las papilas gustativas humanas.

Aunque los paneles sensoriales humanos son la forma más habitual de analizar el sabor de una sustancia, puede haber muchas diferencias en la forma en que las personas perciben los sabores. Para obtener datos más objetivos, los investigadores han fabricado lenguas bioelectrónicas en el laboratorio, pero o bien son complicadas de fabricar o no pueden replicar totalmente el funcionamiento de la lengua humana. La lengua humana tiene receptores del sabor dulce con dos grandes y complejas estructuras que se unen a compuestos como los azúcares. La parte más externa de una de estas estructuras se denomina dominio de la Venus atrapamoscas porque su estructura molecular articulada y bialobulada se asemeja a las hojas de la planta insectívora que se cierran alrededor de su presa. Este dominio interactúa con la mayoría de las sustancias dulces que una persona consume. En un estudio anterior, Tai Hyun Park, Seunghun Hong y sus colegas fabricaron un sensor de umami con un rendimiento similar al de los humanos utilizando sólo la proteína del extremo del receptor del sabor umami. Así que estos investigadores quisieron aplicar el mismo concepto para fabricar una lengua bioelectrónica que detectara el dulce, utilizando el dominio de la Venus atrapamoscas como papilas gustativas electrónicas.

Los investigadores adhirieron copias del dominio de la Venus atrapamoscas fabricadas por bacterias en una fina capa sobre un electrodo de oro. A continuación, conectaron varios electrodos de oro con nanotubos de carbono, creando un dispositivo de transistor de efecto de campo. Cuando se aplicaban al dispositivo soluciones de sacarosa naturalmente dulce o del edulcorante artificial sacarina, la corriente disminuía. Según los investigadores, el sensor respondió a estas soluciones hasta el nivel de 0,1 femtomolar, lo cual es 10 millones de veces más sensible que los anteriores sensores bioelectrónicos de dulce. El dispositivo también podía medir sistemáticamente el dulzor de bebidas reales, como el zumo de manzana y el té de manzanilla endulzado con sacarosa, pero no mostraba respuesta cuando se introducía celobiosa (un azúcar insípido) o glutamato monosódico (una sal conocida como GMS). Dado que la lengua bioelectrónica era sensible y selectiva para los compuestos de sabor dulce, los investigadores afirman que podría ser una poderosa herramienta para las industrias sanitaria, farmacéutica y de alimentos y bebidas.

Los autores agradecen la financiación de la Fundación Nacional de Investigación (NRF) de Corea, el Ministerio de Ciencia y TIC (MSIT) de Corea, el Ministerio de Comercio, Industria y Energía (MOTIE) de Corea, Samsung Electronics, el Consejo Europeo de Investigación (ERC) dentro del programa Horizonte 2020 de la Unión Europea, y el Programa Institucional del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST).

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