仿生传感器“嗅出”食物新鲜度以减少浪费

现在潜伏在冰箱后面的可能是一根被遗忘已久的黄瓜或一包慢慢变质的鸡肉,注定要被扔进垃圾桶。但是,如果有一种方法可以自动监测食物,并在食物开始变质时提醒你呢?这是研究人员开发的一种新工具的承诺,该工具可以“嗅出”正在变质的食物,并通过智能手机应用程序通知你。受人类感官的启发——毕竟,快速的观察和嗅觉通常可以告诉我们大多数食物是否仍然可以吃——该系统使用传感器来检测食物分解和变色时释放的特定化学物质。

该团队表示,该设备为全球问题提供了一种实用的解决方案。他们在《高级功能材料》杂志上写道:“总体而言,这项研究开发了一种气味可视化策略,可以对食品质量评估进行现场、实时和灵敏的监测,最终减少食品浪费并产生巨大的经济价值。”不要浪费,不要匮乏
根据联合国的数据,大约三分之一的供人类消费的粮食被损失或浪费,这使得减少粮食浪费成为其关键的可持续发展目标之一。

世界卫生组织还报告称,全球每年有3300万健康寿命因食源性疾病而丧失。一个简单易用的系统,用于监测家庭和工业食品储存环境中的食品新鲜度,可以在很大程度上解决这两个问题。新方法建立在由氢分子结合的有机框架上,形成刚性、有组织的晶格结构,并用稀土金属铕增强。这种结构创造了一种具有微小空腔的多孔材料,使其能够选择性地与目标分子相互作用,例如那些因食物变质而释放的分子。

该装置设计用于生物胺分子,这是蛋白质的组成部分氨基酸分解时形成的含氮化合物。它们存在于许多健康系统中,包括在我们的身体中作为血压和神经传递的调节器,但在食物中,随着食物开始变质,它们的积累往往预示着食物的变质或发酵。该团队的食物传感器嵌入了一种凝胶中,当与这些分子接触时,凝胶会改变颜色,从而产生一种清晰的视觉测量方法,可以判断附近的食物是否已经开始变质。“重要的是,”

作者写道,“它具有突出的优势,包括高灵敏度、超快响应(<6秒)和可回收性的实用性,可以与智能手机结合用于现场BA检测。”以前检测生物胺的方法需要复杂的实验室设置,或者只能使用一次,从而产生更多的浪费。但这种设置中的凝胶在各种温度和湿度下都是稳定的,甚至可以重复使用。当智能手机应用程序显示颜色变化的图片时,它会分析图像以产生新鲜度的定量值。 如果这项技术要从实验室转移到人们的家中,在几秒钟内提供清晰、用户友好的新鲜度测量的承诺是至关重要的。该研究对该系统进行了试验,结果表明,在不到六秒钟的时间内,可以高精度地检测到五种常见的生物胺,准确地识别出鸡肉和对虾何时开始变质。提供实用解决方案的食品传感器 人们很容易忘记在过期之前吃冰箱里的食物。事实上,欧盟委员会估计,高达10%的食物浪费与日期标记本身有关。 一个有助于跟踪新鲜食品的系统在经济和安全方面都具有巨大的价值。该设备背后的科学家认为,这项研究是朝着这样一个系统迈出的第一步。中国同济大学的Alituniguli Maimaiti说:“我们知道,要使这项技术真正商业化,需要进行大量的安全和健康测试,但我们的工作为食品新鲜度监测提供了一个开创性的想法,我们相信这将在不久的将来得到实际应用。”。 “此外,如果该设备要进行商业扩展,就需要增强其他性能,如抗菌或除湿,这将是我们下一步工作的重点。”Maimaiti设想,下一代食品传感器将以人类感知为模型,不仅能感知食品的新鲜度,警告用户潜在的变质,还能通过优化周围条件主动延长食品寿命。这一结果可以帮助每个人更好地管理食物,同时应对全球挑战。参考文献: 严兵,等,用于现场生物胺识别和食品新鲜度预测的双模仿生视觉-嗅觉协同感觉,高级功能材料(2024)。出生日期:2002年10月10日/出生日期:202412817 特写图片来源:Ella Olsson on Unsplash