Cercetătorii spun că noii senzori ar putea ajuta la detectarea deteriorării și la reducerea risipei de alimente pentru supermarketuri și consumatori.

înlocui

Un consumator din trei din Marea Britanie aruncă mâncarea doar pentru că ajunge la data limită, dar șaizeci la sută (4,2 milioane de tone) din mâncarea de 12,5 miliarde de lire sterline pe care o aruncăm în fiecare an este sigur de mâncat.

Senzorii de prototip de laborator au costat doi cenți SUA pentru fiecare. Cunoscuți ca „senzori de gaze electrice pe bază de hârtie” (PEGS), detectează gaze de deteriorare precum amoniacul și trimetilamina în produsele din carne și pește.

Datele senzorului pot fi citite pe smartphone-uri, astfel încât oamenii să poată ține smartphone-ul până la ambalaj pentru a vedea dacă alimentele sunt în siguranță.

Cercetătorii care au dezvoltat PEGS, cu sediul la Imperial College din Londra, au realizat senzorii imprimând electrozi de carbon pe hârtie de celuloză ușor disponibilă. Materialele biodegradabile sunt ecologice și netoxice, deci nu dăunează mediului și sunt sigure de utilizat în ambalarea alimentelor. Senzorii sunt combinați cu etichetele „comunicare în câmp aproape (NFC)” - o serie de microcipuri care pot fi citite de dispozitivele mobile din apropiere.

În timpul testelor de laborator pe pește și pui ambalate, PEGS a captat urme de gaze de deteriorare rapid și mai precis decât senzorii existenți, la o fracțiune din prețul lor.

Cercetătorii spun că senzorii ar putea înlocui, în cele din urmă, data „până la limită” - un indicator mai puțin fiabil de prospețime și comestibilitate. Costurile mai mici pentru comercianții cu amănuntul pot reduce, în cele din urmă, costul alimentelor pentru consumatori.

PEGS sunt primii senzori de prospețime alimentară viabili din punct de vedere comercial. Dr Firat Güder, autorul principal al Departamentului de Bioinginerie al Imperialului, a declarat: „Deși sunt concepute pentru a ne menține în siguranță, datele de expirare pot duce la aruncarea alimentelor comestibile. De fapt, datele de expirare nu sunt complet fiabile în condiții de siguranță, deoarece oamenii se îmbolnăvesc adesea de boli de origine alimentară din cauza depozitării deficitare, chiar și atunci când un obiect este în uz.

„Cetățenii vor să aibă încredere că mâncarea lor este sigură și să evite aruncarea alimentelor în mod inutil, deoarece nu sunt în măsură să judece siguranța acestora. Acești senzori sunt suficient de ieftini încât sperăm că supermarketurile le pot folosi în termen de trei ani.

„Viziunea noastră este să folosim PEGS în ambalajele alimentare pentru a reduce risipa de alimente inutile și poluarea cu plastic rezultată”.

Cercetarea este publicată astăzi în ACS Sensors.

Mancare irosita

Consumatorii se bazează pe date de expirare sau chiar pe „teste sniff” pentru a vedea dacă mâncarea lor este sigură de mâncat, dar în prezent nu există o alternativă fiabilă comercială și fiabilă la aceste opțiuni care să ofere feedback obiectiv cu privire la prospețimea și siguranța alimentelor.

Deși dezvoltate de tehnologii alimentari de-a lungul mai multor ani pentru a asigura siguranța, datele de expirare nu iau în considerare condițiile de depozitare și prelucrare a anumitor produse alimentare. Astfel, pot duce la aruncarea alimentelor sigure și comestibile de către magazine și consumatori. În plus, cea mai mare parte a alimentelor irosite sunt ambalate în plastic, contribuind astfel la poluarea cu plastic.

Primul autor al studiului, Giandrin Barandun, de asemenea de la Departamentul de Bioinginerie al Imperialului, a declarat: „Datele limită estimează când un produs perisabil ar putea să nu mai fie comestibil - dar nu reflectă întotdeauna prospețimea sa reală.

"Deși industria alimentară - și consumatorii - sunt înțelegători prudenți în ceea ce privește termenul de valabilitate, este timpul să adoptăm tehnologii care ar putea detecta mai precis comestibilitatea alimentelor și ar putea reduce risipa de alimente și poluarea cu plastic."

Deoarece PEGS funcționează pe articole de valoare ridicată, cum ar fi carnea și peștele, acestea ar putea economisi bani pentru magazine și clienții lor, prin reducerea deșeurilor și permițând magazinelor să utilizeze reducerea de preț țintită pentru anumite articole pe baza PEGS, mai degrabă decât date de expirare.

Senzori de curent

Senzorii existenți de deteriorare a alimentelor nu sunt folosiți în mod obișnuit, deoarece sunt fie prea scumpi (reprezentând adesea un sfert din costurile totale ale ambalării), fie prea dificil de interpretat. Senzorii care schimbă culoarea ar putea, de fapt, să crească risipa de alimente, deoarece consumatorii ar putea interpreta chiar și cea mai mică schimbare de culoare ca „mâncare proastă”.

Tehnologia PEGS își propune să abordeze ambele probleme. Pe lângă faptul că sunt mai ieftin de produs și mai ușor de interpretat cu citiri electrice, autorii au descoperit că PEGS depășește multe dintre dezavantajele senzorilor de gaz curenți. Ei:

  • Funcționează eficient la aproape 100% umiditate, unde majoritatea senzorilor se luptă peste 90%.
  • Lucrează la temperatura camerei și nu trebuie încălzit, astfel încât consumă cantități foarte mici de energie.
  • Sunt sensibili numai la gazele implicate în alterarea alimentelor, în timp ce alți senzori pot fi declanșați de gaze care nu sunt alterate.

Ce urmeaza?

Cercetătorii au folosit pixuri și tăietoare robotizate pentru a crea senzorii. Dr. Güder a spus: „Credem că tehnica noastră foarte simplă ar putea fi ușor extinsă pentru a produce PEGS la scară de masă prin utilizarea metodelor existente de imprimare cu volum mare, cum ar fi serigrafia și tipărirea de tip roll-to-roll.”

Autorii speră că PEGS ar putea avea aplicații dincolo de procesarea alimentelor, cum ar fi detectarea substanțelor chimice în agricultură, calitatea aerului și detectarea markerilor de boală în respirație, precum cei implicați în bolile renale. Cu toate acestea, înainte ca acestea să poată fi aplicate dincolo de utilizarea lor actuală, cercetătorii speră să abordeze cât de sensibili sunt PEGS la umiditatea mai mică.

Apoi, autorii speră să extindă utilitatea PEGS prin aplicarea lor la alte tipuri de alimente și industrii. În prezent dezvoltă o serie de PEGS în care fiecare senzor detectează o substanță chimică diferită. Folosind această tehnică, matricea va da semnale unice pentru diferite gaze și/sau umiditate schimbătoare, ceea ce ar face tehnologia aplicabilă unei varietăți mai largi de tipuri și aplicații alimentare.

Această lucrare a fost finanțată de Consiliul de Cercetare în Inginerie și Științe Fizice (EPSRC).