Исследователи изобрели материал, который поможет измерять свежесть морепродуктов. Они вдохновлялись хамелеоном — материал меняет цвет, если рыба испортится.
Это не только обезопасит потребителей, но и поможет сократить пищевые отходы.
Вам, вероятно, попадалась рыба, которая издает неприятный запах. Причина — в летучих веществах, которые содержат морепродукты, таких как диметиламин и аммиак. По мере повышения температуры кислотность рыбы меняется, и выделяется аммиак.
Если вы чувствуете запах этого вещества, значит продукт испорчен. Однако количество аммиака может достигать опасного уровня, прежде чем вы это заметите.
«Морепродукты могут испортится из-за роста микробов, которые выделяют летучие аминовые газы», — рассказывает исследователь Тао Чен.
Выявление этих летучих веществ — ключевой этап производства. Если делать это по текущим стандартам, то требуется около четырех часов, чтобы обнаружить аммиак или диметиламин всего в одном образце рыбы.
Представьте, если бы коммерческая рыболовная индустрия выделяла по четыре часа на каждую рыбу из своих огромных запасов. Этот процесс занял бы несколько дней — высок риск, что за это время все продукты просто испортятся. Поэтому чаще всего их исследуют визуально, а в таком случае не избежать ошибок.
Чтобы это исправить, за дело взялись специалисты пищевой промышленности и химики. Чен и его команда из Key Laboratory of Marine Materials (Центральная лаборатория морских веществ) разработали технологию, которая определяет свежесть морепродуктов.
Кожа хамелеона способна изменять оттенок всего за несколько секунд, чтобы слиться с окружением. Подобным образом работает гидрогель: за несколько минут он окрашивается из красного в синий, а затем в зеленый. Эти три цвета позволяют ученым визуализировать изменения, которые происходят в ответ на раздражители.
Гидрогель меняет цвет, когда температура и уровень аммиака повышаются. Технология проста в использовании: вещество можно поместить прямо в упаковку с рыбой. Гидрогель не меняет вкус продуктов, однако употреблять его в пищу не рекомендуется.
Химики и инженеры-материаловеды приложили много усилий, чтобы создать материал с таким уникальным свойством. Ранее ученым не удавалось смоделировать структуру кожи хамелеона в лаборатории.
«До сих пор способность изменять цвет у синтетических материалов была намного хуже, чем у естественной кожи хамелеона», — рассказывает исследователь Патрик Теато, который работал над этим проектом вместе с командой в Китае.
Механизм работы гидрогеля
Команда обнаружила: секрет в том, чтобы разместить цвета на отдельных слоях. Как показано на диаграмме ниже, в основе гидрогеля лежит красный слой, который сохраняет свой оттенок. В середине — синий, измеряющий температуру, а сверху — зеленый, проверяющий уровень кислотности и аммиака.
При 20ºC материал становится фиолетовым или красным, а когда температура повышается до 50ºC — синим. Если в продуктах присутствует аммиак, гидрогель окрашивается в зеленый, а если нет, то он не меняет цвет.
Такая технология позволяет проверять переменные по отдельности. Текущие методы объединяют температуру и аммиак в один показатель и дают менее точные результаты. Например, если температура остается прежней, они могут упустить небольшие изменения кислотности.
В будущем гидрогель может сократить пищевые отходы на индустриальном уровне. С его помощью коммерческие рыболовства будут получать более точные результаты и быстрее реагировать, если морепродукты начинают портиться.
Будущие разработки
Сейчас Теато, Чен и многие другие члены команды работают над новым проектом, который также вдохновлен свойствами животных — головоногими моллюсками. Эти обитатели океана — каракатицы, кальмары и прочие — мастера маскировки и меняют цвет быстрее хамелеона. Исследователи работают над флуоресцентным гидрогелем, который работает аналогичным образом.
Для первой версии гидрогеля кислотность и температура — катализаторы изменения цвета. Новая работает от электрического импульса, который не содержит химикатов и легче контролируется. Сейчас он находится в разработке. Планируется, что материал будет применяться в различных областях.
Источник: rb.ru
