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Spreco di cibo dovuto allo scarto prematuro: un sensore a basso costo per testare la freschezza

SCIENZEAGRICOLTURA & ALIMENTAZIONESpreco di cibo dovuto allo scarto prematuro: un sensore a basso costo per testare la freschezza

Gli scienziati hanno sviluppato un sensore economico utilizzando la tecnologia PEGS che può testare la freschezza del cibo e può aiutare a ridurre gli sprechi dovuti allo scarto prematuro del cibo (gettare via il cibo solo perché è vicino (o superato) la data di scadenza, indipendentemente dalla sua effettiva freschezza ). I sensori possono essere integrati in imballaggi o etichette per alimenti.

Quasi il 30% del cibo che è sicuro per il consumo umano viene scartato o semplicemente gettato via ogni anno. Un contributo importante a questo massiccio spreco alimentare avviene attraverso lo scarto fatto dal consumatore o dai supermercati soprattutto nei paesi sviluppati. Cucina lo spreco sta diventando un problema globale e ha enormi implicazioni sull'economia e sull'ambiente.

Tutto confezionato cibo venduto nei negozi e nei supermercati ha un'etichetta di "data di scadenza" che indica la data fino a quando il cibo è sicuro e commestibile da consumare. Tuttavia, gli esperti affermano che questa data, che di solito viene stampata dal produttore, è solo un'approssimazione e non un indicatore accurato della freschezza effettiva, poiché anche altri fattori, ad esempio le condizioni in cui viene conservato il cibo, sono importanti. scartare cibo prematuramente sulla base della "data di scadenza", indipendentemente dalla sua effettiva freschezza, contribuisce ogni anno a enormi quantità di spreco alimentare.

L'utilizzo dei sensori è un'alternativa promettente alla "data di scadenza" del produttore, poiché questi sensori possono monitorare le condizioni degli alimenti confezionati deperibili e trasmetterli all'utente in tempo reale. Sono stati progettati molti tipi di tecnologie di sensori; tuttavia, non sono ancora stati integrati negli imballaggi alimentari tradizionali a causa di diversi motivi come l'insostenibilità commerciale, i costi elevati, il processo di fabbricazione complesso e la difficoltà di utilizzo. Inoltre, queste tecnologie sono state incompatibili con le piattaforme digitali, quindi i dati non possono essere facilmente compresi dall'utente.

Un nuovo studio pubblicato l'8 maggio in Sensori ACS descrive un prototipo sensibile, ecologico, a basso costo e flessibile di PEGS (sensore di gas elettrico a base di carta) in grado di rilevare gas di deterioramento come ammoniaca e trimetilammina che possono dissolversi in acqua. Il sensore è stato formulato stampando elettrodi di carbonio su carta di cellulosa facilmente disponibile utilizzando una semplice penna a sfera e un plotter da taglio automatizzato. La carta di cellulosa, sebbene sembri secca, è costituita da fibre di cellulosa altamente igroscopiche contenenti umidità che viene assorbita sulla loro superficie dall'ambiente esterno. Pertanto, i metodi chimici umidi possono essere utilizzati per rilevare gas solubili in acqua a causa di questa proprietà igroscopica e senza aggiunta di acqua al substrato. La conduttanza della carta può essere misurata utilizzando due elettrodi di carbonio (grafite) stampati sulla superficie della carta. Pertanto, il film sottile delle proprietà elettriche dell'acqua può essere facilmente sondato tramite conduttanza. Quando un gas solubile in acqua è presente nelle immediate vicinanze, ciò porta ad un aumento della conduttanza ionica della carta principalmente a causa della dissociazione del gas solubile in acqua nel sottile film d'acqua sulla superficie della carta.

I ricercatori hanno testato la tecnologia PEGS su alimenti confezionati (prodotti a base di carne, in particolare pesce e pollo) in laboratorio per monitorare quantitativamente la freschezza. I risultati hanno mostrato che il sensore PEGS ha mostrato un'elevata sensibilità ai gas solubili in acqua in quanto è stato in grado di rilevare rapidamente e con precisione tracce di gas di deterioramento rispetto ai sensori esistenti. I gas testati erano monossido di carbonio, anidride carbonica, anidride solforosa, trimetilammina e ammoniaca con la massima sensibilità all'ammoniaca poiché è altamente solubile in acqua. I PEGS hanno mostrato prestazioni migliorate, tempi di risposta migliori e maggiore sensibilità. Inoltre, non era richiesto alcun riscaldamento aggiuntivo o produzione complessa. Questi risultati sono stati convalidati utilizzando test microbiologici consolidati che utilizzano colture batteriche. Pertanto, il PEGS è adatto come indicatore della variazione della freschezza degli alimenti a causa della contaminazione microbica nella carne confezionata. Inoltre, il design del sensore è stato combinato con una serie di microchip chiamati tag NFC (near field communication) per consentire di effettuare letture su dispositivi mobili nelle vicinanze in modalità wireless.

L'esclusivo sensore descritto nell'attuale studio è il primo sensore mai commercialmente valido, non tossico ed ecologico che può essere utilizzato per testare la freschezza degli alimenti toccando la loro sensibilità ai gas coinvolti nel decadimento degli alimenti. È importante sottolineare che è poco costoso, a una frazione del costo dei sensori esistenti. PEGS funziona bene a temperatura ambiente e anche in condizioni di umidità del 100% consumando pochissima energia. Secondo gli autori, PEGS potrebbe essere disponibile per essere integrato negli imballaggi alimentari commerciali da produttori e supermercati nei prossimi 3 anni. Il loro uso potrebbe essere esteso anche ad altre applicazioni chimiche e mediche, agricole e ambientali.

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{Puoi leggere il documento di ricerca originale facendo clic sul collegamento DOI indicato di seguito nell'elenco delle fonti citate}

Fonte (s)

Barandun G et al. 2019. Le fibre di cellulosa consentono il rilevamento elettrico quasi a costo zero di gas solubili in acqua. Sensori ACS. https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00555

Squadra SCIEU
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