Этот дешевый датчик для смартфона может помочь вам определить, можно ли есть старую еду

С помощью двухцентового микрочипа ученые могут определить, что испорчено, а что нет.

Отредактировано 2023-15-06
Фотография изменения климата

Фират Гюдер признает это, хотя и с некоторым сожалением. Он часто оставляет нераспечатанный йогурт в своем офисе при комнатной температуре на несколько недель, прежде чем съесть его. Пока что он избежал каких-либо последствий. "Их все еще можно есть", - говорит он. "Я еще ни разу не заболел от них. Конечно, я не советую другим людям делать это".

Гюдер, доцент кафедры биоинженерии в Имперском колледже Лондона, знает, что, возможно, ему просто повезло. Как и многие потребители, он задумывается о безопасности продуктов питания, но старается сохранять свое представление о рисках. "Я сам выбрасываю продукты, но обычно просто использую даты "годности" в качестве ориентира", - сказал он. "Я не полагаюсь только на них".

Он имеет в виду зачастую непонятные даты, проставленные на этикетках продуктов питания, которые в действительности имеют мало общего с безопасностью - и не представляют особой опасности, если их игнорировать, за исключением детских молочных смесей - по данным Министерства сельского хозяйства США. Надпись "Sell by" указывает магазину, как долго - в целях инвентаризации - должен храниться продукт. "Use by" - это последняя дата, когда продукт достигнет своего пика, аналогично "best by" - последней дате для оптимального вкуса и качества. В ответ на замешательство потребителей правительство создало подробный список того, как долго продукты могут считаться свежими. Тем не менее, даты на упаковке сбивают людей с толку и часто побуждают многих покупателей выбрасывать продукты, которые все еще безопасны и полезны для употребления.

Гюдер считает, что ему пришла в голову идея, которая поможет решить эту проблему. Он изобрел недорогой датчик, который можно встроить в смартфон и поднести к упаковке с продуктами дома или в магазине, чтобы определить, свежие ли они. Датчик, стоимость которого составляет около двух центов, идентифицирует испорченные газы - например, аммиак и триметиламин - и связан с метками "ближней связи" (NFC), микрочипами, которые легко считываются смартфонами.

"Метки NFC включены в бесконтактные платежные карты, такие как дебетовые карты", - сказал он. "Если вы можете использовать свой телефон с Google или Apple Pay, он будет способен считывать метки". Его исследование датчиков недавно появилось в журнале ACS Sensors.

Датчик может помочь людям избежать употребления пищи, испорченной бактериями, которые могут представлять опасность при неправильном приготовлении или неправильном обращении. Не всегда можно определить по внешнему виду или нюху, когда пища испортилась. В США, например, по данным Центра по контролю и профилактике заболеваний, каждый шестой американец ежегодно заболевает после употребления зараженной пищи.

Помимо защиты людей от болезней, датчики также могут сыграть важную роль в борьбе с изменением климата. По данным Министерства сельского хозяйства США, от 30 до 40 процентов производимой в Соединенных Штатах пищи выбрасывается. Большая часть выброшенной пищи попадает на свалки, где при ее разложении выделяется огромное количество метана - парникового газа, во много раз более мощного, чем углекислый газ, и являющегося одним из основных факторов изменения климата. Более того, отходы означают, что фермеры тратят скудные земельные и водные ресурсы на производство продуктов питания, которые в итоге просто загрязняют окружающую среду.

"Проблема пищевых отходов существует во всем мире", - сказал Гюдер. "По сути, когда мы не потребляем продукты, которые производим, и просто выбрасываем [их], нам необходимо производить дополнительные продукты питания". Производство продуктов питания оказывает большое влияние на окружающую среду как с точки зрения выбросов углекислого газа, так и с точки зрения загрязнения пластиком, поскольку большинство упакованных продуктов питания упакованы в пластик. Если мы будем более бережно использовать наши продовольственные ресурсы, мы сможем уменьшить экологический след от производства продуктов питания".

Ученые создали датчики, названные "бумажными электрическими газовыми датчиками", или PEGS, путем печати углеродных электродов на целлюлозной бумаге, и считают, что в конечном итоге их можно будет производить массово и дешево с помощью более сложных процессов печати. Цель - адаптировать технологию для обнаружения вредных химических веществ, используемых в сельском хозяйстве, загрязнения воздуха и заболеваний, которые можно диагностировать по химическим веществам, присутствующим в дыхании человека. PEGS - это "технология газового зондирования общего назначения, которая может быть использована в других приложениях", - сказал Гюдер.

Поперечное сечение пищевого датчикаСрез пищевых датчиков. Имперский колледж Лондона

Пока исследователи протестировали датчики только на упакованной курице и рыбе, но Гюдер предсказал, что они могут быть использованы для тестирования других продуктов питания и могут стать широко доступными в течение трех лет. Потребители смогут тестировать упаковки как в магазинах, так и дома, сказал он. "Причина, по которой мы сосредоточились на мясных продуктах, заключается в том, что они имеют высокую стоимость и оказывают большое влияние на окружающую среду", - сказал он. "Я ожидаю, что датчики будут хорошо работать и с другими продуктами, богатыми белком. Что касается салатов и фруктов, мы их еще не исследовали".

Существующие в настоящее время пищевые сенсоры дороги и чувствительны к другим газам, кроме тех, которые указывают на порчу, добавил он. ПЭГС дешевы и точны. Он и его коллеги надеются создать различные ПЭГС, которые будут реагировать на дополнительные химические вещества и изменение влажности, сказал он.

Потребители будут не единственными победителями. По его словам, сами магазины выиграют, сократив ненужные расходы на выбрасывание подозрительных продуктов и, надеюсь, передав эту экономию покупателям. "Есть много способов, с помощью которых магазины могут получить выгоду от этой технологии", - сказал он. "Например, некоторые розничные торговцы хотели бы динамически регулировать цены на продукты, чтобы продавать все свои товары [для сокращения] отходов. Эта технология может в конечном итоге помочь им продлить срок годности или предотвратить продажу просроченных продуктов".