მეცნიერებმა შეიმუშავეს იაფი სენსორი PEGS ტექნოლოგიის გამოყენებით, რომელსაც შეუძლია ტესტირება საკვები სიხალისე და შეუძლია შეამციროს ნარჩენები გადაყრის გამო საკვები ნაადრევად (საჭმლის გადაყრა მხოლოდ იმიტომ, რომ იგი მიახლოებულია (ან გავიდა) გამოყენების თარიღთან, მიუხედავად მისი რეალური სიახლისა). სენსორები შეიძლება იყოს ინტეგრირებული საკვების შეფუთვაში ან ეტიკეტებში.
თითქმის 30 პროცენტი საკვები რომელიც უსაფრთხოა ადამიანის მოხმარებისთვის, ყოველწლიურად ყრიან ან უბრალოდ ყრიან. დიდი წვლილი შეიტანეს ამ მასივში საკვების გაფლანგვა ეს ხდება მომხმარებლის ან სუპერმარკეტების მიერ განსაკუთრებით განვითარებულ ქვეყნებში გადაყრის გზით. სურსათის გაფლანგვა ხდება გლობალური საკითხი და მას დიდი გავლენა აქვს ეკონომიკასა და გარემოზე.
ყველა შეფუთული საკვები მაღაზიებსა და სუპერმარკეტებში გაყიდული ეტიკეტი "გამოყენების თარიღის მიხედვით", რომელიც მიუთითებს თარიღამდე, სანამ საკვები უსაფრთხო და გამოსაყენებელია. თუმცა, ექსპერტები ამბობენ, რომ ეს თარიღი, რომელიც ჩვეულებრივ იბეჭდება მწარმოებლის მიერ, არის მხოლოდ მიახლოება და არა რეალური სიახლის ზუსტი მაჩვენებელი, რადგან სხვა ფაქტორები, მაგალითად, საკვების შენახვის პირობები ასევე მნიშვნელოვანია. გადაყრა საკვები ნაადრევად „გამოყენების თარიღის“ საფუძველზე, მიუხედავად მისი ფაქტობრივი სიახლისა, ყოველწლიურად უზარმაზარ რაოდენობას უკარგავს საკვები.
სენსორების გამოყენება არის პერსპექტიული ალტერნატივა მწარმოებლის მიერ „თარიღის მიხედვით“, რადგან ამ სენსორებს შეუძლიათ თვალყური ადევნონ მალფუჭებადი შეფუთული საკვების მდგომარეობას და რეალურ დროში მიაწოდონ ის მომხმარებელს. შემუშავებულია მრავალი სახის სენსორული ტექნოლოგია; თუმცა, ისინი ჯერ კიდევ არ არის ინტეგრირებული საკვების ძირითად შეფუთვაში რამდენიმე მიზეზის გამო, როგორიცაა კომერციული შეუძლებლობა, მაღალი ხარჯები, დამზადების რთული პროცესი და გამოყენების სირთულე. ასევე, ეს ტექნოლოგიები შეუთავსებელია ციფრულ პლატფორმებთან, ამიტომ მომხმარებლის მიერ მონაცემების გაგება ადვილად შეუძლებელია.
ახალი კვლევა გამოქვეყნდა 8 მაისს ქ ACS სენსორები აღწერს მგრძნობიარე, ეკოლოგიურად სუფთა, იაფ და მოქნილ PEGS პროტოტიპს (ქაღალდზე დაფუძნებული ელექტრული გაზის სენსორი), რომელსაც შეუძლია აღმოაჩინოს გაფუჭებული აირები, როგორიცაა ამიაკი და ტრიმეთილამინი, რომლებსაც შეუძლიათ წყალში დაშლა. სენსორი ჩამოყალიბებულია ნახშირბადის ელექტროდების დაბეჭდვით ადვილად ხელმისაწვდომ ცელულოზის ქაღალდზე, მარტივი ბურთულიანი კალმის და ავტომატური საჭრელი პლოტერის გამოყენებით. ცელულოზის ქაღალდი, თუმცა გამოიყურება მშრალი, შედგება მაღალი ჰიგიროსკოპიული ცელულოზის ბოჭკოებისგან, რომლებიც შეიცავს ტენიანობას, რომელიც ადსორბირდება მათ ზედაპირზე გარე გარემოდან. ამრიგად, სველი ქიმიური მეთოდები შეიძლება გამოყენებულ იქნას წყალში ხსნადი აირების შესამოწმებლად ამ ჰიგიროსკოპული თვისების გამო და სუბსტრატში წყლის დამატების გარეშე. ქაღალდის გამტარობა შეიძლება გაიზომოს ორი ნახშირბადის (გრაფიტის) ელექტროდის გამოყენებით, რომლებიც იბეჭდება ქაღალდის ზედაპირზე. ამრიგად, წყლის ელექტრული თვისებების თხელი ფენა შეიძლება ადვილად შეისწავლოს გამტარებლობის საშუალებით. როდესაც რაიმე წყალში ხსნადი გაზი იმყოფება პირდაპირ შემოგარენში, ეს იწვევს ქაღალდის იონური გამტარობის მატებას, ძირითადად, წყალში ხსნადი გაზ(ებ)ის დისოციაციის გამო ქაღალდის ზედაპირზე წყლის თხელ ფილმში.
მკვლევარებმა ლაბორატორიაში შეამოწმეს PEGS ტექნოლოგია შეფუთულ საკვებზე (ხორცპროდუქტები - განსაკუთრებით თევზი და ქათამი), რათა რაოდენობრივად აკონტროლონ სიახლე. შედეგებმა აჩვენა, რომ PEGS სენსორს ავლენდა მაღალი მგრძნობელობა წყალში ხსნადი გაზების მიმართ, რადგან მას შეეძლო სწრაფად და ზუსტად დაედგინა გაფუჭებული აირების კვალი, არსებულ სენსორებთან შედარებით. შემოწმებული აირები იყო ნახშირბადის მონოქსიდი, ნახშირორჟანგი, გოგირდის დიოქსიდი, ტრიმეთილამინი და ამიაკი ყველაზე მაღალი მგრძნობელობით ამიაკის მიმართ წყალში ძალიან ხსნადობის გამო. PEGS-მა აჩვენა გაუმჯობესებული შესრულება, უკეთესი რეაგირების დრო და უფრო მაღალი მგრძნობელობა. ასევე, არ იყო საჭირო დამატებითი გათბობა ან კომპლექსური წარმოება. ეს შედეგები დადასტურდა დადგენილი მიკრობიოლოგიური ტესტირების გამოყენებით, რომელიც იყენებს ბაქტერიულ კულტურებს. ამიტომ, PEGS შესაფერისია, როგორც საკვების სიახლის ცვალებადობის ინდიკატორი შეფუთულ ხორცში მიკრობული დაბინძურების გამო. გარდა ამისა, სენსორის დიზაინი შერწყმულია მიკროჩიპების სერიასთან, სახელწოდებით NFC (ახლო საველე კომუნიკაცია) ტეგებით, რათა შესაძლებელი იყოს კითხვის წაკითხვა ახლომდებარე მობილურ მოწყობილობებზე უსადენოდ.
მიმდინარე კვლევაში აღწერილი უნიკალური სენსორი არის პირველი კომერციულად სიცოცხლისუნარიანი, არატოქსიკური, ეკოლოგიურად სუფთა სენსორი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას საკვები პროდუქტების სიახლის შესამოწმებლად მათი მგრძნობელობის შეხებით გაზების მიმართ, რომლებიც მონაწილეობენ საკვების გაფუჭებაში. რაც მთავარია, ის იაფია, არსებული სენსორების ღირებულების მხოლოდ მცირე ნაწილით. PEGS კარგად მუშაობს ოთახის ტემპერატურაზე და 100 პროცენტიან ტენიან პირობებშიც კი, ხოლო ძალიან მცირე ენერგიას მოიხმარს. ავტორების აზრით, PEGS შეიძლება ხელმისაწვდომი იყოს კომერციული საკვების შეფუთვაში მწარმოებლებისა და სუპერმარკეტების მიერ მომდევნო 3 წლის განმავლობაში. მათი გამოყენება ასევე შეიძლება გავრცელდეს სხვა ქიმიურ და სამედიცინო, ფერმერულ და გარემოსდაცვით პროგრამებზე.
***
{შეგიძლიათ წაიკითხოთ ორიგინალური კვლევითი ნაშრომი ციტირებულ წყარო(ებ)ის სიაში ქვემოთ მოცემულ DOI ბმულზე დაწკაპუნებით}
წყარო (ებ) ი
ბარანდუნი გ და სხვ. 2019. ცელულოზის ბოჭკოები იძლევა წყალში ხსნადი აირების თითქმის ნულოვანი ღირებულების ელექტრო სენსორს. ACS სენსორები. https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00555
