समय से पहले फेंके जाने के कारण भोजन की बर्बादी: ताजगी का परीक्षण करने के लिए एक कम लागत वाला सेंसर

Scientists have developed an inexpensive sensor using PEGS technology which can test भोजन freshness and can help reduce wastage due to discarding भोजन prematurely (throwing away of food solely because it is close to (or passed) the use-by date, regardless of its actual freshness). The sensors can be integrated into food packaging or tags.

Almost 30 percent of भोजन which is safe for human consumption is discarded or simply thrown away every year. A major contribution towards this massive भोजन अपव्यय विशेष रूप से विकसित देशों में उपभोक्ता या सुपरमार्केट द्वारा किए गए त्याग के माध्यम से होता है। भोजन अपव्यय एक वैश्विक मुद्दा बनता जा रहा है और इसका अर्थव्यवस्था और पर्यावरण पर व्यापक प्रभाव पड़ता है।

सभी पैक भोजन स्टोर और सुपरमार्केट में बेचे जाने वाले पर 'यूज़ बाय डेट' का एक लेबल होता है जो उस तारीख को इंगित करता है जब तक कि भोजन सुरक्षित और उपभोग करने योग्य है। हालांकि, विशेषज्ञों का कहना है कि यह तारीख जो आमतौर पर निर्माता द्वारा मुद्रित की जाती है, वह सिर्फ एक अनुमान है और वास्तविक ताजगी का सटीक संकेतक नहीं है क्योंकि अन्य कारक उदाहरण के लिए जिन स्थितियों में भोजन संग्रहीत किया जाता है, वे भी महत्वपूर्ण हैं। फेंकना भोजन समय से पहले 'तारीख के उपयोग' के आधार पर इसकी वास्तविक ताजगी की परवाह किए बिना हर साल भारी मात्रा में भोजन की बर्बादी में योगदान दे रहा है।

सेंसर का उपयोग निर्माता के 'तिथि के अनुसार उपयोग' का एक आशाजनक विकल्प है क्योंकि ये सेंसर खराब होने वाले पैकेज्ड खाद्य पदार्थों की स्थिति को ट्रैक कर सकते हैं और इसे वास्तविक समय में उपयोगकर्ता तक पहुंचा सकते हैं। कई प्रकार की सेंसर प्रौद्योगिकियों को डिजाइन किया गया है; हालांकि, वाणिज्यिक अव्यवहार्यता, उच्च लागत, जटिल निर्माण प्रक्रिया और उपयोग की कठिनाई जैसे कई कारणों से उन्हें अभी तक मुख्यधारा के खाद्य पैकेजिंग में एकीकृत नहीं किया गया है। साथ ही, ये प्रौद्योगिकियां डिजिटल प्लेटफॉर्म के साथ असंगत रही हैं, इसलिए उपयोगकर्ता द्वारा डेटा को आसानी से नहीं समझा जा सकता है।

8 मई को प्रकाशित एक नया अध्ययन एसीएस सेंसर पीईजीएस (कागज-आधारित विद्युत गैस सेंसर) के एक संवेदनशील, पर्यावरण के अनुकूल, कम लागत और लचीले प्रोटोटाइप का वर्णन करता है जो अमोनिया और ट्राइमेथाइलमाइन जैसी खराब गैसों का पता लगा सकता है जो पानी में घुल सकती हैं। एक साधारण बॉलपॉइंट पेन और एक स्वचालित कटर प्लॉटर का उपयोग करके आसानी से उपलब्ध सेलूलोज़ पेपर पर कार्बन इलेक्ट्रोड को प्रिंट करके सेंसर तैयार किया गया है। सेल्यूलोज पेपर, हालांकि सूखा दिखता है, इसमें नमी युक्त अत्यधिक हीड्रोस्कोपिक सेल्युलोज फाइबर होते हैं जो बाहरी वातावरण से उनकी सतह पर सोख लिए जाते हैं। इस प्रकार, इस हीड्रोस्कोपिक संपत्ति के कारण और सब्सट्रेट में पानी को शामिल किए बिना पानी में घुलनशील गैसों को महसूस करने के लिए गीली रासायनिक विधियों का उपयोग किया जा सकता है। कागज के संचालन को दो कार्बन (ग्रेफाइट) इलेक्ट्रोड का उपयोग करके मापा जा सकता है जो कागज की सतह पर मुद्रित होते हैं। इस प्रकार, पानी के विद्युत गुणों की पतली फिल्म को चालन के माध्यम से आसानी से जांचा जा सकता है। जब कोई भी पानी में घुलनशील गैस सीधे आसपास मौजूद होती है, तो इससे कागज की आयनिक चालन में वृद्धि होती है, मुख्य रूप से कागज की सतह पर पानी की पतली फिल्म में पानी में घुलनशील गैसों के अलग होने के कारण।

शोधकर्ताओं ने ताज़गी की मात्रात्मक निगरानी के लिए प्रयोगशाला में पैक किए गए खाद्य पदार्थों (मांस उत्पादों - विशेष रूप से मछली और चिकन) पर पीईजीएस तकनीक का परीक्षण किया। परिणामों से पता चला कि पीईजीएस सेंसर ने पानी में घुलनशील गैसों के प्रति उच्च संवेदनशीलता प्रदर्शित की क्योंकि यह मौजूदा सेंसर की तुलना में खराब गैसों की ट्रेस मात्रा का तेजी से और सटीक पता लगाने में सक्षम था। परीक्षण की गई गैसें कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड, ट्राइमेथाइलमाइन और अमोनिया थीं, जो पानी में अत्यधिक घुलनशील होने के कारण अमोनिया के प्रति उच्चतम संवेदनशीलता के साथ थीं। पीईजीएस ने बेहतर प्रदर्शन, बेहतर प्रतिक्रिया समय और उच्च संवेदनशीलता दिखाई। इसके अलावा, कोई अतिरिक्त हीटिंग या जटिल निर्माण की आवश्यकता नहीं थी। इन परिणामों को स्थापित सूक्ष्मजीवविज्ञानी परीक्षण का उपयोग करके मान्य किया गया था जो जीवाणु संस्कृतियों का उपयोग करता है। इसलिए, पैक किए गए मांस में माइक्रोबियल संदूषण के कारण खाद्य ताजगी में भिन्नता के संकेतक के रूप में पीईजीएस उपयुक्त है। इसके अलावा, सेंसर के डिजाइन को माइक्रोचिप्स की एक श्रृंखला के साथ जोड़ा गया है जिसे एनएफसी (नियर फील्ड कम्युनिकेशन) टैग कहा जाता है ताकि आसपास के मोबाइल उपकरणों पर वायरलेस तरीके से रीडिंग ली जा सके।

वर्तमान अध्ययन में वर्णित अद्वितीय सेंसर पहला व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य, गैर विषैले, पर्यावरण के अनुकूल सेंसर है जिसका उपयोग खाद्य पदार्थों की ताजगी का परीक्षण करने के लिए खाद्य क्षय में शामिल गैसों की संवेदनशीलता को टैप करके किया जा सकता है। महत्वपूर्ण रूप से, यह सस्ता है, मौजूदा सेंसर की लागत के केवल एक अंश पर। पीईजीएस बहुत कम ऊर्जा की खपत करते हुए कमरे के तापमान पर और यहां तक ​​कि 100 प्रतिशत आर्द्र परिस्थितियों में भी अच्छी तरह से काम करता है। लेखकों के अनुसार पीईजीएस अगले 3 वर्षों में विनिर्माण और सुपरमार्केट द्वारा वाणिज्यिक खाद्य पैकेजिंग में एकीकृत होने के लिए उपलब्ध हो सकता है। उनका उपयोग अन्य रासायनिक और चिकित्सा, खेती और पर्यावरणीय अनुप्रयोगों तक भी बढ़ाया जा सकता है।

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स्रोत (रों)

बरनदुन जी एट अल। 2019 सेल्युलोज फाइबर पानी में घुलनशील गैसों की शून्य-लागत विद्युत संवेदन को सक्षम करते हैं। एसीएस सेंसर। https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00555