Para ilmuwan telah mengembangkan sensor murah menggunakan teknologi PEGS yang dapat menguji makanan kesegarannya dan dapat membantu mengurangi pemborosan karena dibuang makanan sebelum waktunya (membuang makanan semata-mata karena mendekati (atau melewati) tanggal habis pakai, terlepas dari kesegaran sebenarnya). Sensor dapat diintegrasikan ke dalam kemasan atau label makanan.
Hampir 30 persen dari makanan yang aman untuk dikonsumsi manusia dibuang atau dibuang begitu saja setiap tahunnya. Kontribusi besar terhadap hal ini sangat besar pemborosan makanan adalah melalui pembuangan yang dilakukan oleh konsumen atau supermarket terutama di negara maju. Makanan limbah menjadi isu global dan memiliki implikasi besar pada ekonomi dan lingkungan.
Semua dikemas makanan yang dijual di toko dan supermarket memiliki label 'use by date' yang menunjukkan tanggal sampai kapan makanan tersebut aman dan layak untuk dikonsumsi. Namun, para ahli mengatakan bahwa tanggal ini yang biasanya dicetak oleh produsen hanyalah perkiraan dan bukan indikator akurat dari kesegaran yang sebenarnya karena faktor-faktor lain seperti kondisi penyimpanan makanan juga penting. Membuang makanan prematur berdasarkan 'penggunaan berdasarkan tanggal' terlepas dari kesegaran aktualnya berkontribusi terhadap sejumlah besar pemborosan makanan setiap tahun.
Penggunaan sensor merupakan alternatif yang menjanjikan untuk 'penggunaan berdasarkan tanggal' karena sensor ini dapat melacak kondisi makanan kemasan yang mudah rusak dan menyampaikannya kepada pengguna secara real time. Banyak jenis teknologi sensor telah dirancang; Namun, mereka belum diintegrasikan ke dalam kemasan makanan utama karena beberapa alasan seperti komersial yang tidak layak, biaya tinggi, proses fabrikasi yang kompleks dan kesulitan penggunaan. Selain itu, teknologi ini tidak kompatibel dengan platform digital sehingga data tidak dapat dipahami dengan mudah oleh pengguna.
Sebuah studi baru yang diterbitkan pada 8 Mei di Sensor ACS menjelaskan prototipe PEGS (sensor gas listrik berbasis kertas) yang sensitif, ramah lingkungan, murah, dan fleksibel yang dapat mendeteksi gas pembusuk seperti amonia dan trimetilamina yang dapat larut dalam air. Sensor telah diformulasikan dengan mencetak elektroda karbon ke kertas selulosa yang tersedia dengan mudah menggunakan bolpoin sederhana dan plotter pemotong otomatis. Kertas selulosa, meskipun terlihat kering, terdiri dari serat selulosa yang sangat higroskopis yang mengandung uap air yang teradsorpsi ke permukaannya dari lingkungan luar. Dengan demikian, metode kimia basah dapat digunakan untuk mendeteksi gas yang larut dalam air karena sifat higroskopis ini dan tanpa penambahan air ke substrat. Konduktansi kertas dapat diukur dengan menggunakan dua elektroda karbon (grafit) yang dicetak pada permukaan kertas. Dengan demikian, film tipis sifat listrik air dapat dengan mudah diperiksa melalui konduktansi. Ketika ada gas yang larut dalam air ada di sekitarnya langsung, hal ini menyebabkan peningkatan konduktansi ionik dari kertas terutama karena disosiasi gas yang larut dalam air dalam film tipis air pada permukaan kertas.
Para peneliti menguji teknologi PEGS pada makanan kemasan (produk daging – terutama ikan dan ayam) di laboratorium untuk memantau kesegaran secara kuantitatif. Hasil menunjukkan bahwa sensor PEGS menunjukkan sensitivitas tinggi terhadap gas yang larut dalam air karena mampu mendeteksi jumlah jejak gas pembusukan dengan cepat dan akurat dibandingkan dengan sensor yang ada. Gas yang diuji adalah karbon monoksida, karbon dioksida, sulfur dioksida, trimetilamina dan amonia dengan sensitivitas tertinggi terhadap amonia karena sangat larut dalam air. PEGS menunjukkan peningkatan kinerja, waktu respons yang lebih baik, dan sensitivitas yang lebih tinggi. Juga, tidak diperlukan pemanasan tambahan atau pembuatan kompleks. Hasil ini divalidasi menggunakan pengujian mikrobiologis yang menggunakan kultur bakteri. Oleh karena itu, PEGS cocok sebagai indikator variasi kesegaran pangan akibat kontaminasi mikroba pada daging kemasan. Selanjutnya, desain sensor telah dikombinasikan dengan serangkaian microchip yang disebut tag NFC (komunikasi jarak dekat) untuk memungkinkan pembacaan pada perangkat seluler terdekat secara nirkabel.
Sensor unik yang dijelaskan dalam penelitian ini adalah sensor ramah lingkungan pertama yang dapat digunakan secara komersial, tidak beracun, yang dapat digunakan untuk menguji kesegaran makanan dengan memanfaatkan kepekaannya terhadap gas yang terlibat dalam pembusukan makanan. Yang penting, itu tidak mahal, hanya sebagian kecil dari biaya sensor yang ada. PEGS bekerja dengan baik pada suhu kamar dan bahkan pada kondisi lembab 100 persen dengan konsumsi energi yang sangat sedikit. Menurut penulis PEGS dapat tersedia untuk diintegrasikan ke dalam kemasan makanan komersial oleh manufaktur dan supermarket dalam 3 tahun ke depan. Penggunaannya juga dapat diperluas ke aplikasi kimia dan medis, pertanian dan lingkungan lainnya.
***
{Anda dapat membaca makalah penelitian asli dengan mengklik tautan DOI yang diberikan di bawah ini dalam daftar sumber yang dikutip}
Sumber (s)
Barandun G dkk. 2019. Serat selulosa memungkinkan penginderaan listrik hampir tanpa biaya untuk gas yang larut dalam air. Sensor ACS. https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00555
