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

वैज्ञानिकों ने PEGS तकनीक का उपयोग करके एक सस्ता सेंसर विकसित किया है जो भोजन की ताजगी की जांच कर सकता है और भोजन को समय से पहले फेंकने (उपयोग की तारीख नजदीक होने या बीत जाने के कारण भोजन को फेंक देने, चाहे वह वास्तव में कितना भी ताजा क्यों न हो) से होने वाली बर्बादी को कम करने में मदद कर सकता है। इन सेंसरों को खाद्य पैकेजिंग या टैग में एकीकृत किया जा सकता है।

मानव उपभोग के लिए सुरक्षित भोजन का लगभग 30 प्रतिशत हिस्सा हर साल बर्बाद हो जाता है या फेंक दिया जाता है। इस व्यापक खाद्य अपव्यय में उपभोक्ताओं या सुपरमार्केटों द्वारा भोजन को फेंकना एक प्रमुख कारण है, खासकर विकसित देशों में। खाद्य अपव्यय एक वैश्विक समस्या बनता जा रहा है और इसका अर्थव्यवस्था और पर्यावरण पर व्यापक प्रभाव पड़ता है।

दुकानों और सुपरमार्केट में बिकने वाले सभी पैकेटबंद खाद्य पदार्थों पर 'उपयोग की अंतिम तिथि' का लेबल लगा होता है, जो यह बताता है कि भोजन कब तक खाने योग्य और सुरक्षित है। हालांकि, विशेषज्ञों का कहना है कि निर्माता द्वारा आमतौर पर छापी जाने वाली यह तिथि केवल एक अनुमान है और भोजन की वास्तविक ताजगी का सटीक संकेतक नहीं है, क्योंकि भोजन को जिस स्थिति में रखा जाता है जैसे अन्य कारक भी महत्वपूर्ण होते हैं। भोजन की वास्तविक ताजगी की परवाह किए बिना, 'उपयोग की अंतिम तिथि' के आधार पर भोजन को समय से पहले फेंक देना हर साल भारी मात्रा में भोजन की बर्बादी का कारण बनता 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 ACS Sensors में प्रकाशित एक नए अध्ययन में PEGS (पेपर-बेस्ड इलेक्ट्रिकल गैस सेंसर) के एक संवेदनशील, पर्यावरण-अनुकूल, कम लागत वाले और लचीले प्रोटोटाइप का वर्णन किया गया है, जो अमोनिया और ट्राइमेथाइलमाइन जैसी दूषित गैसों का पता लगा सकता है, जो पानी में घुल सकती हैं। इस सेंसर को आसानी से उपलब्ध सेल्युलोज पेपर पर कार्बन इलेक्ट्रोड प्रिंट करके, एक साधारण बॉलपॉइंट पेन और एक स्वचालित कटर प्लॉटर का उपयोग करके तैयार किया गया है। सेल्युलोज पेपर, देखने में सूखा लगता है, लेकिन इसमें अत्यधिक नमी सोखने वाले सेल्युलोज फाइबर होते हैं जिनमें नमी होती है जो बाहरी वातावरण से इसकी सतह पर अवशोषित हो जाती है। इस प्रकार, इस नमी सोखने वाले गुण के कारण, पानी में घुलनशील गैसों को मापने के लिए गीली रासायनिक विधियों का उपयोग किया जा सकता है और इसके लिए सब्सट्रेट में पानी मिलाने की आवश्यकता नहीं होती है। पेपर की चालकता को पेपर की सतह पर प्रिंट किए गए दो कार्बन (ग्रेफाइट) इलेक्ट्रोड का उपयोग करके मापा जा सकता है। इस प्रकार, चालकता के माध्यम से पानी की पतली परत के विद्युत गुणों की आसानी से जांच की जा सकती है। जब आसपास में कोई जल-घुलनशील गैस मौजूद होती है, तो इससे कागज की आयनिक चालकता में वृद्धि होती है, मुख्य रूप से कागज की सतह पर पानी की पतली परत में जल-घुलनशील गैसों के विघटन 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