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傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)食物變質(zhì)并可將信息發(fā)送到手機(jī)上
2023-06-16 10:40:47科學(xué)技術(shù)派閱讀量：745 我要評(píng)論
【化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 技術(shù)前沿】人類浪費(fèi)了大量的食物，其中一些是由于變質(zhì)造成的。研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種微小的傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)肉類、雞肉和魚等富含蛋白質(zhì)的食品的新鮮度，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到顧客的智能手機(jī)上。該設(shè)備有可能改變?nèi)澜绲氖称钒踩捅Ｕ稀?div>
每年，全球生產(chǎn)的所有食品中大約有三分之一被丟失或浪費(fèi)。這大約是14億噸(13億噸)的食物。這不僅使全球經(jīng)濟(jì)在金錢上付出代價(jià)，而且高達(dá)10%的溫室氣體來(lái)自于生產(chǎn)出來(lái)但沒(méi)有被吃掉的食物。再有就是吃了變質(zhì)的食物，有可能會(huì)出現(xiàn)食物中毒。
當(dāng)肉類、雞肉和魚類等富含蛋白質(zhì)的食物開始變質(zhì)時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生生物胺，這些有機(jī)化合物是食品質(zhì)量的指標(biāo)，對(duì)人類有潛在的毒性。雖然生物胺是監(jiān)測(cè)食品變質(zhì)的黃金標(biāo)準(zhǔn)方法，但它們需要用昂貴的、非便攜式的儀器進(jìn)行測(cè)量，而且必須由受過(guò)培訓(xùn)的人員操作。
現(xiàn)在，土耳其Koç大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種微小的傳感器，可以實(shí)時(shí)、無(wú)線、無(wú)需電池地監(jiān)測(cè)食品新鮮度，并將結(jié)果發(fā)送到智能手機(jī)上。
該傳感器是由一種易于合成的聚合物疊加在電極上制成的，它使用電容傳感技術(shù)來(lái)檢測(cè)富含蛋白質(zhì)的食物所產(chǎn)生的生物胺。它重約2克，尺寸為0.3英寸(2平方厘米)。該傳感器采用了近場(chǎng)通信(NFC)技術(shù)，其芯片與智能手機(jī)相聯(lián)，通過(guò)天線實(shí)時(shí)無(wú)線傳輸測(cè)量值。當(dāng)兼容NFC的智能手機(jī)放在傳感器附近時(shí)，芯片就會(huì)接收到足夠的能源。
研究人員在包裝好的雞胸肉和肋排中測(cè)試了他們的傳感器，以展示該設(shè)備在現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用。肉類樣品被儲(chǔ)存在不同的條件下：冷凍室、冰箱和室溫下。
三天后，監(jiān)測(cè)室溫樣品的傳感器的電容上升，表明生物胺正在從肉中釋放出來(lái)，因?yàn)樗呀?jīng)變質(zhì)。研究人員說(shuō)，這表明該傳感器有效地檢測(cè)到了腐敗現(xiàn)象。
傳感器對(duì)不同儲(chǔ)存條件下的雞肉(a)和牛肉(b)樣品進(jìn)行了三天的定期監(jiān)測(cè)。
"我們使用在不同存儲(chǔ)條件下存儲(chǔ)的雞肉和牛肉樣品測(cè)試了該傳感器，以證明該傳感器在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，"研究人員說(shuō)。"該傳感器呈現(xiàn)出可靠的性能，例如，在三天的測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)使用手機(jī)的即時(shí)傳感器讀數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)食品的變質(zhì)情況。在第三天，與儲(chǔ)存在冰柜中的樣品相比，室溫儲(chǔ)存的樣品顯示出700%的傳感器響應(yīng)變化，這證明了傳感器在檢測(cè)變質(zhì)方面的操作。"
研究人員說(shuō)，他們的傳感器易于使用，制作成本低廉，并能對(duì)超市貨架上或家中的富含蛋白質(zhì)的食品進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。
這種設(shè)備可以被肉類生產(chǎn)商、供應(yīng)商、當(dāng)局和最終客戶用來(lái)對(duì)富含蛋白質(zhì)的食品進(jìn)行實(shí)時(shí)新鮮度/變質(zhì)監(jiān)測(cè)。此外，研究人員還展示了一種低成本材料的批量制造兼容工藝，這可以產(chǎn)生便攜式的、易于操作的設(shè)備，在食品安全和食物浪費(fèi)令人擔(dān)憂的地方可以引起人們的特別興趣。
該研究發(fā)表在《自然-食品》雜志上。
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