Датчики свіжості харчових продуктів можуть замінити терміни використання до скорочення харчових відходів

Дослідники кажуть, що нові датчики можуть допомогти виявити псування та зменшити харчові відходи для супермаркетів та споживачів.

Кожен третій споживач Великобританії викидає їжу виключно тому, що вона досягла строку використання, але шістдесят відсотків (4,2 мільйона тонн) їжі на суму 12,5 мільярдів фунтів стерлінгів, яку ми викидаємо щороку, безпечно їсти.

Виготовлення лабораторних прототипів-датчиків коштує два американські центи кожен. Відомі як `` електричні газові датчики на паперовій основі '' (PEGS), вони виявляють такі псуються гази, як аміак та триметиламін, у м'ясних та рибних продуктах.

Дані датчика можна читати на смартфонах, щоб люди могли піднести смартфон до упаковки, щоб перевірити, чи безпечно їсти їжу.

Дослідники, які розробили PEGS, що базується в Імперському коледжі Лондона, виготовили датчики, друкуючи вуглецеві електроди на легкодоступному целюлозному папері. Біологічно розкладаються матеріали екологічно чисті та нетоксичні, тому вони не шкодять навколишньому середовищу та безпечні для використання в упаковці харчових продуктів. Датчики поєднані з мітками `` зв'язок ближнього поля (NFC) '' - серія мікрочіпів, які можуть зчитувати мобільні пристрої поблизу.

Під час лабораторних досліджень упакованої риби та курки PEGS швидко та точніше, ніж існуючі датчики, відбирав незначні кількості порчу газів за часткою від ціни.

Дослідники кажуть, що датчики також можуть врешті-решт замінити термін використання - менш надійний показник свіжості та їстівності. Більш низькі витрати для роздрібних торговців можуть також з часом знизити вартість їжі для споживачів.

PEGS - це перші комерційно життєздатні датчики свіжості їжі. Провідний автор доктор Фірат Гюдер, з департаменту біоінженерії Imperial, сказав: "Хоча вони створені для того, щоб захистити нас, термін придатності може призвести до викидання їстівної їжі. Насправді, терміни використання не є повністю надійними в з точки зору безпеки, оскільки люди часто хворіють на харчові хвороби через погане зберігання, навіть коли предмет знаходиться у стадії використання.

"Громадяни хочуть бути впевненими в тому, що їх їжа безпечна для вживання, і уникати викидання їжі без потреби, оскільки вони не можуть судити про її безпеку. Ці датчики досить дешеві, і ми сподіваємось, що супермаркети можуть використовувати їх протягом трьох років.

"Наше бачення полягає у використанні PEGS в упаковці харчових продуктів, щоб зменшити непотрібні харчові відходи та забруднення пластиком".

Дослідження опубліковано сьогодні в ACS Sensors.

Харчові відходи

Споживачі покладаються на терміни використання чи навіть на "тести на нюхання", щоб перевірити, чи безпечно їсти їхню їжу, але в даний час не існує комерційно вигідної, надійної альтернативи цим варіантам, яка забезпечує об'єктивний зворотний зв'язок щодо свіжості та безпеки їжі.

Хоча розроблені харчовими технологами протягом багатьох років для забезпечення безпеки, терміни використання не враховують умови зберігання та переробки конкретних харчових продуктів. Таким чином, вони можуть призвести до викидання безпечної та їстівної їжі магазинами та споживачами. Крім того, більша частина витраченої їжі упаковується в пластик, що сприяє забрудненню пластиком.

Перший автор дослідження Джандрін Барандун, також із Департаменту біоінженерії Imperial, сказав: "Дати використання передбачають, коли швидкопсувний продукт може бути не їстівним - але вони не завжди відображають його фактичну свіжість.

"Хоча харчова промисловість - і споживачі - зрозуміло обережно ставляться до терміну зберігання, настав час узяти на озброєння технологію, яка може точніше виявити їстівність харчових продуктів та зменшити харчові відходи та забруднення пластиком".

Оскільки PEGS працює над такими цінними товарами, як м’ясо та риба, вони могли б заощадити гроші для магазинів та своїх клієнтів, зменшивши відходи та дозволивши магазинам використовувати цілеспрямоване зниження цін на конкретні товари на основі PEGS, а не терміни використання.

Датчики струму

Існуючі датчики псування їжі зазвичай не використовуються, оскільки вони або занадто дорогі (часто складають чверть загальних витрат на упаковку), або занадто складні для інтерпретації. Сенсори, що змінюють колір, насправді можуть збільшити харчові відходи, оскільки споживачі можуть інтерпретувати навіть найменшу зміну кольору як „погану їжу”.

Технологія PEGS спрямована на вирішення обох цих питань. Незважаючи на те, що дешевше у виробництві та легше інтерпретувати за допомогою електричних показників, автори виявили, що PEGS долає багато недоліків існуючих датчиків газу. Вони:

Ефективно функціонує при майже 100-відсотковій вологості, де більшість датчиків бореться за 90-відсоткову.
Працюйте при кімнатній температурі, і їх не потрібно нагрівати, тому вони споживають дуже низьку кількість енергії.
Чутливі лише до газів, що беруть участь у псуванні їжі, тоді як інші датчики можуть спрацьовувати не зіпсованими газами.

Що далі?

Для створення датчиків дослідники використовували кулькові ручки та роботизовані різці. Д-р Гюдер зазначив: "Ми вважаємо, що нашу дуже просту техніку можна легко масштабувати для масового виробництва ПЕГ за допомогою існуючих широкомасштабних методів друку, таких як трафаретний друк та рулонний друк".

Автори сподіваються, що PEGS може мати додаткові програми, окрім переробки харчових продуктів, такі як зондування хімічних речовин у сільському господарстві, якість повітря та виявлення маркерів хвороби в диханні, як ті, що беруть участь у захворюваннях нирок. Однак перед тим, як їх можна застосовувати за межі нинішнього використання, дослідники сподіваються вирішити, наскільки чутливі ПЕГ до зниження вологості.

Далі автори сподіваються розширити корисність PEGS, застосовуючи їх для інших видів харчової промисловості та промисловості. В даний час вони розробляють масив PEGS, в якому кожен датчик виявляє різну хімічну речовину. Використовуючи цю техніку, масив буде подавати унікальні сигнали для різних газів та/або мінливості вологості, що зробить технологію застосовною до більш широкого спектру видів харчових продуктів та додатків.

Ця робота була профінансована Радою з досліджень інженерних та фізичних наук (EPSRC).