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Desperdicio de alimentos debido al desecho prematuro: un sensor de bajo costo para probar la frescura

CIENCIASAGRICULTURA Y ALIMENTOSDesperdicio de alimentos debido al desecho prematuro: un sensor de bajo costo para probar la frescura

Los científicos han desarrollado un sensor económico que utiliza la tecnología PEGS que puede probar la frescura de los alimentos y puede ayudar a reducir el desperdicio debido al desecho prematuro de alimentos (desechar los alimentos únicamente porque está cerca (o pasada) de la fecha de caducidad, independientemente de su frescura real. ). Los sensores se pueden integrar en envases de alimentos o etiquetas.

Casi el 30 por ciento de los alimentos que son seguros para el consumo humano se desechan o simplemente se tiran cada año. Una importante contribución a esta masiva desperdicio de comida es a través del descarte realizado por el consumidor o los supermercados especialmente en los países desarrollados. Comida el despilfarro se está convirtiendo en un problema mundial y tiene enormes implicaciones en la economía y el medio ambiente.

Todo empaquetado Comida que se vende en tiendas y supermercados tiene una etiqueta de "fecha de caducidad" que indica la fecha hasta que el alimento es seguro y comestible para consumir. Sin embargo, los expertos dicen que esta fecha, que generalmente es impresa por el fabricante, es solo una aproximación y no un indicador preciso de la frescura real, ya que otros factores, como las condiciones en las que se almacena el alimento, también son importantes. Descartando Comida prematuramente sobre la base de la 'fecha de caducidad', independientemente de su frescura real, está contribuyendo a enormes cantidades de desperdicio de alimentos cada año.

El uso de sensores es una alternativa prometedora a la 'fecha de caducidad' del fabricante, ya que estos sensores pueden rastrear el estado de los alimentos envasados ​​perecederos y transmitirlo al usuario en tiempo real. Se han diseñado muchos tipos de tecnologías de sensores; sin embargo, todavía no se han integrado en el envasado de alimentos convencional debido a varias razones, como la inviabilidad comercial, los altos costos, el complejo proceso de fabricación y la dificultad de uso. Además, estas tecnologías han sido incompatibles con las plataformas digitales, por lo que el usuario no puede comprender fácilmente los datos.

Un nuevo estudio publicado el 8 de mayo en Sensores ACS describe un prototipo sensible, ecológico, de bajo costo y flexible de PEGS (sensor de gas eléctrico basado en papel) que puede detectar gases de descomposición como el amoníaco y la trimetilamina que pueden disolverse en agua. El sensor ha sido formulado imprimiendo electrodos de carbón en papel de celulosa fácilmente disponible usando un simple bolígrafo y un cortador de plotter automático. El papel de celulosa, aunque parece seco, consiste en fibras de celulosa altamente higroscópicas que contienen humedad que se adsorbe a su superficie desde el ambiente externo. Por tanto, se pueden utilizar métodos químicos húmedos para detectar gases solubles en agua debido a esta propiedad higroscópica y sin añadir agua al sustrato. La conductancia del papel se puede medir utilizando dos electrodos de carbono (grafito) que se imprimen en la superficie del papel. Por lo tanto, una película delgada de las propiedades eléctricas del agua se puede probar fácilmente a través de la conductancia. Cuando está presente cualquier gas soluble en agua en el entorno directo, esto conduce a un aumento de la conductancia iónica del papel principalmente debido a la disociación del gas o gases solubles en agua en la película delgada de agua sobre la superficie del papel.

Los investigadores probaron la tecnología PEGS en alimentos envasados ​​(productos cárnicos, en particular pescado y pollo) en el laboratorio para controlar cuantitativamente la frescura. Los resultados mostraron que el sensor PEGS exhibía una alta sensibilidad a los gases solubles en agua, ya que podía detectar con rapidez y precisión trazas de gases de descomposición en comparación con los sensores existentes. Los gases probados fueron monóxido de carbono, dióxido de carbono, dióxido de azufre, trimetilamina y amoníaco con la mayor sensibilidad al amoníaco debido a que es altamente soluble en agua. PEGS mostró un rendimiento mejorado, un mejor tiempo de respuesta y una mayor sensibilidad. Además, no se requirió calentamiento adicional ni fabricación compleja. Estos resultados se validaron mediante pruebas microbiológicas establecidas que utilizan cultivos bacterianos. Por lo tanto, PEGS es adecuado como indicador de variación en la frescura de los alimentos debido a la contaminación microbiana en la carne envasada. Además, el diseño del sensor se ha combinado con una serie de microchips llamados etiquetas NFC (comunicación de campo cercano) para permitir tomar lecturas en dispositivos móviles cercanos de forma inalámbrica.

El sensor único descrito en el estudio actual es el primer sensor ecológico, no tóxico y comercialmente viable que se puede usar para probar la frescura de los alimentos al aprovechar su sensibilidad a los gases involucrados en la descomposición de los alimentos. Es importante destacar que es económico, a solo una fracción del costo de los sensores existentes. PEGS funciona bien a temperatura ambiente e incluso en condiciones 100 por ciento húmedas mientras consume muy poca energía. Según los autores, PEGS podría estar disponible para ser integrado en el envasado comercial de alimentos por parte de fabricantes y supermercados en los próximos 3 años. Su uso también podría extenderse a otras aplicaciones químicas y médicas, agrícolas y medioambientales.

***

{Puede leer el trabajo de investigación original haciendo clic en el enlace DOI que figura a continuación en la lista de fuentes citadas}

Fuentes)

Barandun G y col. 2019. Las fibras de celulosa permiten la detección eléctrica de gases solubles en agua a un costo casi nulo. Sensores ACS. https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00555

Equipo SCIEU
Equipo SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
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