I ricercatori affermano che i nuovi sensori potrebbero aiutare a rilevare il deterioramento e ridurre gli sprechi alimentari per supermercati e consumatori.

Un consumatore su tre del Regno Unito butta via il cibo solo perché raggiunge la data di scadenza, ma il sessanta per cento (4,2 milioni di tonnellate) dei 12,5 miliardi di sterline di cibo che buttiamo via ogni anno è sicuro da mangiare.

I sensori prototipo di laboratorio costano due centesimi di dollaro ciascuno. Conosciuti come "sensori di gas elettrici basati su carta" (PEGS), rilevano i gas di deterioramento come l'ammoniaca e la trimetilammina nella carne e nei prodotti ittici.

I dati del sensore possono essere letti smartphone, in modo che le persone possano avvicinare il proprio smartphone alla confezione per vedere se il cibo è sicuro da mangiare.

I ricercatori che hanno sviluppato PEGS, con sede presso l'Imperial College di Londra, ha realizzato i sensori stampando elettrodi di carbonio su carta di cellulosa prontamente disponibile. I materiali biodegradabili sono ecologici e non tossici, quindi non danneggiano l'ambiente e sono sicuri da usare negli imballaggi alimentari. I sensori sono combinati con tag "near field communication (NFC)", una serie di microchip che possono essere letti dai dispositivi mobili vicini.

Durante i test di laboratorio su pesce e pollo confezionati, PEGS ha rilevato tracce di gas di deterioramento in modo rapido e più accurato rispetto ai sensori esistenti, ad una frazione del loro prezzo.

I ricercatori affermano che i sensori potrebbero anche sostituire la data di scadenza, un indicatore meno affidabile di freschezza e commestibilità. Costi inferiori per i rivenditori possono anche ridurre il costo del cibo per i consumatori.

I PEGS sono i primi sensori di freschezza degli alimenti commercialmente validi. L'autore principale Dr. Firat Güder, del Dipartimento di Bioingegneria dell'Imperial, ha detto:"Anche se sono progettati per tenerci al sicuro, le date di scadenza possono portare a buttare via il cibo commestibile. Infatti, le date di scadenza non sono completamente affidabili in termini di sicurezza poiché le persone spesso si ammalano di malattie di origine alimentare a causa della scarsa conservazione, anche quando un oggetto rientra nella sua destinazione d'uso.

"I cittadini vogliono essere sicuri che il loro cibo sia sicuro da mangiare, e per evitare di buttare via il cibo inutilmente perché non sono in grado di giudicare la sua sicurezza. Questi sensori sono abbastanza economici da sperare che i supermercati possano utilizzarli entro tre anni.

"La nostra visione è quella di utilizzare i PEGS negli imballaggi alimentari per ridurre gli sprechi alimentari non necessari e il conseguente inquinamento da plastica".

La ricerca è pubblicata oggi in Sensori ACS .

Spreco di cibo

I consumatori si affidano alle date di scadenza o persino ai "test di annusamento" per vedere se il loro cibo è sicuro da mangiare, ma attualmente non è commercialmente fattibile, un'alternativa affidabile a queste opzioni che fornisce un feedback oggettivo sulla freschezza e la sicurezza degli alimenti.

Sebbene sviluppato da tecnologi alimentari nel corso di molti anni per garantire la sicurezza, le date di scadenza non tengono conto delle condizioni di conservazione e lavorazione di prodotti alimentari specifici. Così, possono far sì che il cibo sicuro e commestibile venga buttato via da negozi e consumatori. Inoltre, la maggior parte del cibo sprecato è confezionato in plastica, contribuendo così all'inquinamento da plastica.

Primo autore dello studio Giandrin Barandun, anche dal Dipartimento di Bioingegneria dell'Imperial, ha dichiarato:"Le date di scadenza stimano quando un prodotto deperibile potrebbe non essere più commestibile, ma non sempre riflettono la sua effettiva freschezza.

"Sebbene l'industria alimentare, e i consumatori, siano comprensibilmente cauti sulla durata di conservazione, è tempo di abbracciare la tecnologia che potrebbe rilevare in modo più accurato la commestibilità degli alimenti e ridurre gli sprechi alimentari e l'inquinamento da plastica".

Poiché i PEGS lavorano su articoli di alto valore come carne e pesce, potrebbero risparmiare denaro per i negozi e i loro clienti, riducendo gli sprechi e consentendo ai negozi di utilizzare riduzioni di prezzo mirate per articoli specifici basati su PEGS anziché sulle date di scadenza.

Sensori di corrente

I sensori di deterioramento degli alimenti esistenti non sono comunemente usati perché sono troppo costosi (spesso comprendono un quarto dei costi complessivi di imballaggio) o troppo difficili da interpretare. I sensori che cambiano colore potrebbero infatti aumentare lo spreco alimentare in quanto i consumatori potrebbero interpretare anche il minimo cambiamento di colore come "cibo cattivo".

La tecnologia PEGS mira ad affrontare entrambi questi problemi. Oltre ad essere più economico da produrre e più facile da interpretare con letture elettriche, gli autori hanno scoperto che i PEGS superano molti degli svantaggi degli attuali sensori di gas. Essi:

• Funziona efficacemente a quasi il 100% di umidità, dove la maggior parte dei sensori fa fatica a superare il 90%.
• Funzionano a temperatura ambiente e non necessitano di essere riscaldati, quindi consumano quantità molto basse di energia.
• Sono sensibili solo ai gas coinvolti nel deterioramento degli alimenti, mentre altri sensori possono essere attivati ​​da gas non nocivi.

Qual è il prossimo?

I ricercatori hanno utilizzato penne a sfera e taglierine robotizzate per creare i sensori. Il Dr. Güder ha dichiarato:"Riteniamo che la nostra tecnica molto semplice possa essere facilmente ampliata per produrre PEGS su larga scala utilizzando i metodi di stampa ad alto volume esistenti come la serigrafia e la stampa roll-to-roll".

Gli autori sperano che i PEGS possano avere applicazioni oltre la lavorazione degli alimenti, come il rilevamento di sostanze chimiche in agricoltura, qualità dell'aria, e rilevare i marcatori di malattia nel respiro come quelli coinvolti nelle malattie renali. Però, prima che possano essere applicati oltre il loro uso corrente, i ricercatori sperano di capire quanto siano sensibili i PEGS a ridurre l'umidità.

Prossimo, gli autori sperano di espandere l'utilità dei PEGS applicandoli ad altri tipi di alimenti e industrie. Attualmente stanno sviluppando una serie di PEGS in cui ogni sensore rileva una sostanza chimica diversa. Utilizzando questa tecnica, l'array fornirà segnali univoci per diversi gas e/o variazioni di umidità, che renderebbe la tecnologia applicabile a una più ampia varietà di tipi di alimenti e applicazioni.