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Gaspillage alimentaire dû à une mise au rebut prématurée : un capteur à faible coût pour tester la fraîcheur

LES SCIENCESAGRICULTURE & ALIMENTATIONGaspillage alimentaire dû à une mise au rebut prématurée : un capteur à faible coût pour tester la fraîcheur

Les scientifiques ont développé un capteur peu coûteux utilisant la technologie PEGS qui peut tester la fraîcheur des aliments et peut aider à réduire le gaspillage dû à la mise au rebut prématurée des aliments (jet d'aliments uniquement parce qu'il est proche (ou dépassé) de la date de péremption, quelle que soit sa fraîcheur réelle ). Les capteurs peuvent être intégrés dans des emballages alimentaires ou des étiquettes.

Près de 30 pour cent des aliments sans danger pour la consommation humaine sont jetés ou simplement jetés chaque année. Une contribution majeure à cet énorme gaspillage alimentaire se fait par la mise au rebut effectuée par le consommateur ou les supermarchés notamment dans les pays développés. Alimentation le gaspillage devient un problème mondial et il a d'énormes implications sur l'économie et l'environnement.

Tout emballé alimentaire vendu dans les magasins et les supermarchés a une étiquette de « date de péremption » qui indique la date jusqu'à laquelle l'aliment est sûr et comestible à consommer. Cependant, les experts disent que cette date qui est généralement imprimée par le fabricant n'est qu'une approximation et non un indicateur précis de la fraîcheur réelle, car d'autres facteurs, par exemple les conditions dans lesquelles les aliments sont stockés, sont également importants. Jeter alimentaire prématurément sur la base de la « date limite de consommation », quelle que soit sa fraîcheur réelle, contribue à d'énormes quantités de gaspillage alimentaire chaque année.

L'utilisation de capteurs est une alternative prometteuse à la « date limite de consommation » du fabricant, car ces capteurs peuvent suivre l'état des aliments emballés périssables et les transmettre à l'utilisateur en temps réel. De nombreux types de technologies de capteurs ont été conçus ; Cependant, ils n'ont pas encore été intégrés dans les emballages alimentaires traditionnels pour plusieurs raisons telles que la non-viabilité commerciale, les coûts élevés, le processus de fabrication complexe et la difficulté d'utilisation. De plus, ces technologies étant incompatibles avec les plateformes numériques, les données ne peuvent pas être comprises facilement par l'utilisateur.

Une nouvelle étude publiée le 8 mai dans Capteurs ACS décrit un prototype sensible, écologique, peu coûteux et flexible de PEGS (capteur de gaz électrique à base de papier) qui peut détecter les gaz de détérioration comme l'ammoniac et la triméthylamine qui peuvent se dissoudre dans l'eau. Le capteur a été formulé en imprimant des électrodes de carbone sur du papier de cellulose facilement disponible à l'aide d'un simple stylo à bille et d'un traceur de découpe automatisé. Le papier de cellulose, bien qu'il ait l'air sec, est constitué de fibres de cellulose hautement hygroscopiques contenant de l'humidité qui est adsorbée à leur surface par l'environnement extérieur. Ainsi, des méthodes chimiques humides peuvent être utilisées pour détecter les gaz solubles dans l'eau en raison de cette propriété hygroscopique et sans ajout d'eau au substrat. La conductance du papier peut être mesurée en utilisant deux électrodes en carbone (graphite) qui sont imprimées sur la surface du papier. Ainsi, le film mince des propriétés électriques de l'eau peut être facilement sondé par conductance. Lorsqu'un gaz soluble dans l'eau est présent dans l'environnement direct, cela entraîne une augmentation de la conductance ionique du papier principalement en raison de la dissociation du ou des gaz solubles dans l'eau dans le film mince d'eau à la surface du papier.

Les chercheurs ont testé la technologie PEGS sur des aliments emballés (produits à base de viande - en particulier du poisson et du poulet) en laboratoire pour surveiller quantitativement la fraîcheur. Les résultats ont montré que le capteur PEGS présentait une sensibilité élevée aux gaz solubles dans l'eau, car il était capable de détecter rapidement et avec précision des traces de gaz d'altération par rapport aux capteurs existants. Les gaz testés étaient le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone, le dioxyde de soufre, la triméthylamine et l'ammoniac avec la plus grande sensibilité à l'ammoniac en raison de sa grande solubilité dans l'eau. Les PEGS ont montré des performances améliorées, un meilleur temps de réponse et une sensibilité plus élevée. De plus, aucun chauffage supplémentaire ou fabrication complexe n'a été nécessaire. Ces résultats ont été validés à l'aide de tests microbiologiques établis utilisant des cultures bactériennes. Par conséquent, le PEGS convient comme indicateur de variation de la fraîcheur des aliments due à la contamination microbienne de la viande emballée. De plus, la conception du capteur a été combinée à une série de puces électroniques appelées balises NFC (communication en champ proche) pour permettre de prendre des lectures sur des appareils mobiles à proximité sans fil.

Le capteur unique décrit dans la présente étude est le premier capteur écologique, non toxique et commercialement viable qui peut être utilisé pour tester la fraîcheur des aliments en exploitant leur sensibilité aux gaz impliqués dans la décomposition des aliments. Surtout, il est peu coûteux, à seulement une fraction du coût des capteurs existants. PEGS fonctionne bien à température ambiante et même dans des conditions d'humidité à 100 pour cent tout en consommant très peu d'énergie. Selon les auteurs, le PEGS pourrait être disponible pour être intégré dans les emballages alimentaires commerciaux par les fabricants et les supermarchés au cours des 3 prochaines années. Leur utilisation pourrait également être étendue à d'autres applications chimiques et médicales, agricoles et environnementales.

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{Vous pouvez lire le document de recherche original en cliquant sur le lien DOI ci-dessous dans la liste des sources citées}

Sources)

Barandun G et al. 2019. Les fibres de cellulose permettent une détection électrique à coût quasi nul des gaz solubles dans l'eau. Capteurs ACS. https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00555

Équipe SCIEU
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