Исследователи разработали новую методику, которая может в реальном времени точно определить момент, когда молоко портится внутри коробки. В своем новом исследовании, опубликованном в журнале , они предполагают, что, если их изобретение будет интегрировано в крышки для коробок с молоком, оно может однажды заменить менее точные даты срока годности и сэкономить огромное количество впустую потерянного молока каждый год.
Молоко портится из-за микробного роста, который происходит со временем, выделяя все большее количество летучих органических соединений (ЛОС), таких как альдегиды и кетоны, которые изменяют вкус и запах жидкости. Изобретение исследователей основано на идее о том, что если бы мы могли обнаружить эти соединения по мере их накопления, мы были бы предупреждены, когда молоко испортится.
Чтобы сделать это как можно дешевле и эффективнее, исследователи создали так называемый «колориметрический датчик», состоящий только из двух ингредиентов: реагента Шиффа, вещества, которое меняет цвет при обнаружении летучих органических соединений, и диоксида кремния — минерала, который может быть измельчен в наночастицы, создавая большую площадь поверхности и подходящую подложку.
Исследователи нанесли тонкий слой наночастиц диоксида кремния на реагент, а затем смешали несколько различных образцов молока, которые хранились при температуре от 7℃ до 19℃. Они обнаружили, что по мере того, как молоко начинает портиться — то есть начинается процесс, который при более низких температурах длится дольше и быстрее при высоких температурах — наночастицы с реагентным покрытием резко меняют цвет с розового на фиолетовый.
Чтобы проверить, действительно ли это изменение цвета сигнализировало о том, что молоко было испорчено, исследователи провели параллельные измерения роста бактерий и количества летучих органических соединений в образцах молока. Это подтвердило, что переключение цвета соответствовало точным концентрациям бактерий и уровням ЛОС, которые, как мы уже выяснили, вызывают порчу молока.
Это означает, что изменяющее цвет изобретение может точно выявить, когда молоко, хранящееся при различных температурах, больше не пригодно для потребления.
Такие меры могут быть чрезвычайно ценными, потому что, по оценкам Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, во всем мире расходуется впустую каждый год — и огромная их часть состоит из потерянного молока. Это происходит отчасти из-за того, что по дате продажи нельзя точно предсказать, когда молоко действительно испортится. «Срок годности холодных или замороженных продуктов точен только в том случае, если они все время хранились при правильной температуре», — объясняют авторы исследования. Переменное хранение или перерывы в охлаждении могут повлиять на точность этой даты. В свою очередь, это заставляет людей откладывать употребление молока, потому что они думают, что оно еще будет свежим в течение нескольких дней, или это может даже заставить потребителей выбрасывать молоко до того, как оно действительно прокиснет.
Но наличие датчика, который контролирует свежесть молока в режиме реального времени — и который легко виден потребителям в крышке коробки — потенциально может спасти сотни и тысячи литров продукта от попадания в канализацию.
Теперь исследователи говорят, что они работают над тонкой настройкой своего изобретения: вместо того, чтобы просто показать, является ли молоко свежим или испорченным, как это делает текущий датчик, они хотят разработать более совершенный инструмент, который показывает потребителям, сколько осталось дней до порчи молока. Если им это удастся, и молочная индустрия начнет применение таких датчиков, нас будет ожидать будущее с умным молоком.