Bonbons, biscuits, jus de fruits. Presque tout le monde aime les friandises sucrées, mais ce qu'une personne trouve trop sucré, une autre peut le trouver parfait. Cette variabilité rend difficile le développement de nouveaux aliments et de nouvelles boissons, c'est pourquoi les entreprises ont cherché une méthode plus objective. Des chercheurs, dont les travaux sont publiés dans ACS Applied Materials & Interfaces, ont mis au point une langue bioélectronique ultrasensible qui mesure le goût sucré en imitant les papilles gustatives humaines..
Bien que les panels sensoriels humains soient le moyen le plus courant d'analyser le goût d'une substance, il peut y avoir beaucoup de différences dans la façon dont les gens perçoivent les saveurs. Pour obtenir des données plus objectives, les chercheurs ont fabriqué des langues bioélectroniques en laboratoire, mais elles sont soit compliquées à fabriquer, soit incapables de reproduire entièrement le fonctionnement de la langue humaine. La langue humaine possède des récepteurs du goût sucré dotés de deux grandes structures complexes qui se lient à des composés tels que les sucres.
La partie la plus externe de l'une de ces structures est appelée "domaine de la mouche de Vénus" car sa structure moléculaire bilobée et articulée ressemble aux feuilles de cette plante insectivore qui se referment autour de leur proie. Ce domaine interagit avec la plupart des substances sucrées qu'une personne consomme. Dans une étude précédente, Tai Hyun Park, Seunghun Hong et leurs collègues ont fabriqué un capteur d'umami aux performances similaires à celles d'un humain en utilisant uniquement la protéine située à l'extrémité du récepteur du goût umami. Ces chercheurs ont donc voulu appliquer le même concept pour fabriquer une langue bioélectronique détectant le sucré, en utilisant le domaine de la mouche de Vénus comme papilles gustatives électroniques.
Les chercheurs ont fixé des copies du domaine du Venus flytrap fabriquées par des bactéries en une fine couche sur une électrode en or. Ils ont ensuite relié plusieurs électrodes en or à des nanotubes de carbone, créant ainsi un dispositif de transistor à effet de champ. Lorsque des solutions de saccharose, édulcorant naturel, ou de saccharine, édulcorant artificiel, ont été appliquées au dispositif, le courant a diminué. Le capteur a réagi à ces solutions jusqu'à un niveau de 0,1 femtomolaire, ce qui est 10 millions de fois plus sensible que les précédents capteurs bioélectroniques de sucre, affirment les chercheurs. Le dispositif a également pu mesurer de manière cohérente le goût sucré de boissons réelles, telles que le jus de pomme et le thé à la camomille sucré au saccharose, mais il n'a pas réagi à l'introduction de cellobiose (un sucre insipide) ou de glutamate monosodique (un sel connu sous le nom de MSG). La langue bioélectronique étant à la fois sensible et sélective pour les composés au goût sucré, les chercheurs estiment qu'elle pourrait constituer un outil puissant pour les secteurs des soins de santé, de la pharmacie, de l'alimentation et des boissons.
Les auteurs remercient la Fondation nationale de la recherche (NRF) de Corée, le ministère coréen des sciences et des technologies (MSIT), le ministère coréen du commerce, de l'industrie et de l'énergie (MOTIE), Samsung Electronics, le Conseil européen de la recherche (ERC) dans le cadre du programme Horizon 2020 de l'Union européenne, et le programme institutionnel de l'Institut coréen des sciences et des technologies (KIST).
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