Oamenii de știință au dezvoltat un senzor ieftin folosind tehnologia PEGS, care poate testa alimente prospețime și poate ajuta la reducerea risipei datorate aruncării alimente prematur (aruncarea alimentelor doar pentru că este aproape de (sau a depășit) data limită de utilizare, indiferent de prospețimea reală a acesteia). Senzorii pot fi integrați în ambalajele alimentare sau în etichete.
Aproape 30 la sută din alimente care este sigur pentru consumul uman este aruncat sau pur și simplu aruncat în fiecare an. O contribuție majoră la acest masiv risipa de alimente este prin debarasele facute de consumator sau supermarketuri in special in tarile dezvoltate. Alimente risipa devine o problemă globală și are implicații uriașe asupra economiei și mediului.
Toate ambalate alimente vândut în magazine și supermarketuri are o etichetă cu „data de utilizare” care indică data până la care alimentele sunt sigure și comestibile pentru consum. Cu toate acestea, experții spun că această dată, care este tipărită de obicei de către producător, este doar o aproximare și nu un indicator exact al prospețimii reale, deoarece alți factori exprimă condițiile în care sunt depozitate alimentele sunt de asemenea importanți. Aruncarea alimente prematur, pe baza „date-limită de utilizare”, indiferent de prospețimea sa reală, contribuie la risipa de alimente uriașe în fiecare an.
Utilizarea senzorilor este o alternativă promițătoare la „data limită” a producătorului, deoarece acești senzori pot urmări starea alimentelor ambalate perisabile și o pot transmite utilizatorului în timp real. Au fost proiectate multe tipuri de tehnologii de senzori; cu toate acestea, acestea nu au fost încă integrate în ambalajele alimentare principale din mai multe motive, cum ar fi neviabilitatea comercială, costurile ridicate, procesul de fabricație complex și dificultatea de utilizare. De asemenea, aceste tehnologii au fost incompatibile cu platformele digitale, astfel încât datele nu pot fi înțelese cu ușurință de către utilizator.
Un nou studiu publicat pe 8 mai în Senzori ACS descrie un prototip sensibil, ecologic, cu costuri reduse și flexibil de PEGS (senzor de gaz electric pe hârtie) care poate detecta gazele de alterare precum amoniacul și trimetilamina care se pot dizolva în apă. Senzorul a fost formulat prin imprimarea electrozilor de carbon pe hârtie de celuloză ușor accesibilă, folosind un pix simplu și un plotter de tăiere automat. Hârtia de celuloză, deși pare uscată, constă din fibre celulozice extrem de higroscopice care conțin umiditate care este adsorbită pe suprafața lor din mediul extern. Astfel, metodele chimice umede pot fi utilizate pentru detectarea gazelor solubile în apă datorită acestei proprietăți higroscopice și fără adăugarea de apă la substrat. Conductanța hârtiei poate fi măsurată folosind doi electrozi de carbon (grafit) care sunt imprimați pe suprafața hârtiei. Astfel, filmul subțire de proprietățile electrice ale apei poate fi ușor de testat prin conductanță. Atunci când orice gaz solubil în apă este prezent în mediul direct, aceasta duce la creșterea conductanței ionice a hârtiei, în principal datorită disocierii gazului (gazelor) solubile în apă din pelicula subțire de apă de pe suprafața hârtiei.
Cercetătorii au testat tehnologia PEGS pe alimente ambalate (produse din carne – în special pește și pui) în laborator pentru a monitoriza cantitativ prospețimea. Rezultatele au arătat că senzorul PEGS a prezentat o sensibilitate ridicată la gazele solubile în apă, deoarece a fost capabil să detecteze rapid și cu precizie urme de gaze degradate în comparație cu senzorii existenți. Gazele testate au fost monoxid de carbon, dioxid de carbon, dioxid de sulf, trimetilamină și amoniac cu cea mai mare sensibilitate la amoniac, deoarece este foarte solubil în apă. PEGS a arătat performanță îmbunătățită, timp de răspuns mai bun și sensibilitate mai mare. De asemenea, nu a fost necesară nicio încălzire suplimentară sau o fabricație complexă. Aceste rezultate au fost validate folosind teste microbiologice consacrate care utilizează culturi bacteriene. Prin urmare, PEGS este potrivit ca indicator al variației prospețimii alimentelor din cauza contaminării microbiene din carnea ambalată. În plus, designul senzorului a fost combinat cu o serie de microcipuri numite etichete NFC (near field communication) pentru a permite citirea fără fir pe dispozitivele mobile din apropiere.
Senzorul unic descris în studiul actual este primul senzor viabil comercial, non-toxic și ecologic, care poate fi folosit pentru a testa prospețimea alimentelor prin atingerea sensibilității acestora la gazele implicate în degradarea alimentelor. Important este că este ieftin, la doar o fracțiune din costul senzorilor existenți. PEGS funcționează bine la temperatura camerei și chiar și în condiții de umiditate 100%, consumând foarte puțină energie. Potrivit autorilor, PEGS ar putea fi disponibil pentru a fi integrat în ambalajele alimentare comerciale de către producători și supermarketuri în următorii 3 ani. Utilizarea lor ar putea fi extinsă și la alte aplicații chimice și medicale, agricole și de mediu.
***
{Puteți citi lucrarea originală de cercetare făcând clic pe linkul DOI de mai jos în lista surselor citate}
Sursa (s)
Barandun G și colab. 2019. Fibrele de celuloză permit detectarea electrică aproape de zero a gazelor solubile în apă. Senzori ACS. https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00555
