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过早丢弃造成的食物浪费:一种用于测试新鲜度的低成本传感器

科学农业与食品过早丢弃造成的食物浪费:一种用于测试新鲜度的低成本传感器

科学家们开发了一种使用 PEGS 技术的廉价传感器,该传感器可以测试食物新鲜度,并有助于减少因过早丢弃食物而造成的浪费(仅仅因为食物接近(或超过)使用期限而丢弃食物,而不管其实际新鲜度如何)。 传感器可以集成到食品包装或标签中。

每年有近 30% 可供人类安全食用的食品被丢弃或干脆扔掉。 对这一大规模的重大贡献 食物浪费 是通过消费者或超市进行的丢弃,特别是在发达国家。 食品 浪费正在成为一个全球性问题,对经济和环境产生巨大影响。

全部打包 食品 在商店和超市出售的食品有“按日期使用”标签,表示食品可安全食用的日期。 然而,专家表示,通常由制造商打印的这个日期只是一个近似值,而不是实际新鲜度的准确指标,因为其他因素例如食品储存条件也很重要。 丢弃 食品 过早地根据“按日期使用”而不管其实际新鲜度如何,每年都会导致大量食物浪费。

传感器的使用是制造商“按日期使用”的有前途的替代方案,因为这些传感器可以跟踪易腐烂的包装食品的状况并将其实时传送给用户。 已经设计了多种类型的传感器技术; 然而,由于商业不可行、成本高、制造工艺复杂和使用困难等几个原因,它们尚未被整合到主流食品包装中。 此外,这些技术与数字平台不兼容,因此用户无法轻松理解数据。

8 月 XNUMX 日发表的一项新研究 ACS传感器 描述了一种灵敏、环保、低成本和灵活的 PEGS(纸基电子气体传感器)原型,它可以检测可溶于水的氨和三甲胺等腐败气体。 该传感器是通过使用简单的圆珠笔和自动刻字机将碳电极打印到容易获得的纤维素纸上而制成的。 纤维素纸虽然看起来很干,但由高度吸湿的纤维素纤维组成,其中含有水分,这些水分会从外部环境中吸附到其表面。 因此,由于这种吸湿性,湿化学方法可用于感测水溶性气体,并且无需向基板添加水。 纸的电导率可以通过使用印刷在纸表面上的两个碳(石墨)电极来测量。 因此,可以通过电导轻松探测水的电特性薄膜。 当任何水溶性气体直接存在于周围时,这会导致纸的离子电导增加,这主要是由于水溶性气体在纸表面的水薄膜中解离。

研究人员在实验室中对包装食品(肉类产品,尤其是鱼和鸡肉)测试了 PEGS 技术,以定量监测新鲜度。 结果表明,PEGS 传感器对水溶性气体表现出高灵敏度,因为与现有传感器相比,它能够快速准确地检测痕量的腐败气体。 测试的气体是一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、三甲胺和氨,由于氨高度溶于水,因此对氨的敏感性最高。 PEGS 表现出增强的性能、更好的响应时间和更高的灵敏度。 此外,不需要额外的加热或复杂的制造。 这些结果通过使用细菌培养物的已建立的微生物测试进行了验证。 因此,由于包装肉类中的微生物污染,PEGS 适合作为食品新鲜度变化的指标。 此外,传感器的设计与一系列称为 NFC(近场通信)标签的微芯片相结合,能够以无线方式读取附近移动设备的读数。

当前研究中描述的独特传感器是有史以来第一个商业上可行、无毒、环保的传感器,可通过利用它们对食物腐烂所涉及的气体的敏感性来测试食物的新鲜度。 重要的是,它价格低廉,仅为现有传感器成本的一小部分。 PEGS 在室温下甚至在 100% 潮湿的条件下都能很好地工作,同时消耗很少的能量。 根据作者的说法,PEGS 可以在未来 3 年内被制造商和超市整合到商业食品包装中。 它们的用途还可以扩展到其他化学和医疗、农业和环境应用。

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{您可以通过单击下面引用来源列表中给出的 DOI 链接来阅读原始研究论文}

来源(S)

巴兰登 G 等人。 2019. 纤维素纤维使水溶性气体的电传感接近零成本。 ACS 传感器。 https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00555

赛欧团队
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