خبر کامل
توسعه شاخص رنگ‌سنجی هوشمند برای تشخیص لحظه‌ای فساد ماهی در دانشگاه صنعتی اصفهان
فناوری نوین ایرانی: تشخیص لحظه‌ای فساد ماهی با شاخص رنگ‌سنجی هوشمند
محصولات دریایی، به‌ویژه ماهی، به دلیل فسادپذیری بالا و حساسیت به شرایط نگهداری، همواره یکی از چالش‌های اصلی در حوزه امنیت غذایی بوده‌اند. از این رو، توسعه فناوری‌هایی که امکان پایش لحظه‌ای تازگی و پیشگیری از مصرف ماهی‌های فاسد را فراهم کنند، ضرورتی انکارناپذیر است. در پاسخ به این نیاز حیاتی، تیمی تحقیقاتی در دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به ابداع راهکاری نوین و کارآمد شده است.
ابداع شاخص رنگ‌سنجی نانویی
تیم تحقیقاتی متشکل از سپیده لُهرسبی‌نژاد و هاجر شکرچی‌زاده در دانشگاه صنعتی اصفهان، یک شاخص رنگ‌سنجی ساده، کم‌هزینه و بسیار حساس را طراحی کرده‌اند. این شاخص بر پایه نانوذرات مس (CuNPs) و نقاط کوانتومی کربن دوپ‌شده با نیتروژن (NCQDs) استوار است که درون بستری از هیدروژل آگار قرار گرفته‌اند. هدف اصلی این ترکیب، واکنش نشان دادن به گاز سولفید هیدروژن (H₂S) است که به عنوان یکی از مهم‌ترین نشانگرهای فساد ماهی شناخته می‌شود. گاز سولفید هیدروژن در فرآیند تجزیه ترکیبات گوگردی پروتئین‌ها در هنگام فساد تولید می‌شود.
حساسیت بالای این شاخص نانویی به H₂S باعث می‌شود تغییرات تازگی ماهی به‌صورت تغییر رنگ واضح برای مصرف‌کننده قابل مشاهده باشد.
مکانیسم عملکرد و نتایج پژوهش
نتایج پژوهش نشان می‌دهد که محلول CuNPs/NCQDs در تماس با گاز H₂S، خاصیت فلورسانسی خود را از دست می‌دهد که این تغییر، اساس عملکرد شاخص را تشکیل می‌دهد. علاوه بر این، بر پایه مکانیزم رزونانس پلاسمون سطحی محلی، شاخص رنگ‌سنجی تهیه‌شده توانست پاسخی غیرقابل بازگشت به سولفید هیدروژن ارائه دهد. این ویژگی امکان تشخیص دقیق حتی در غلظت‌های پایین گاز را فراهم می‌کند.
- بررسی‌های میکروسکوپی: فیلم هیدروژل آگار حاوی CuNPs/NCQDs دارای ساختاری یکنواخت است.
- طیف‌سنجی: نتایج طیف‌سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس و طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، تشکیل پیوند C–S را در شاخص در معرض فساد ماهی تأیید کردند.
پایداری و کاربرد عملی
یکی از نقاط قوت برجسته این فناوری، پایداری مطلوب شاخص است. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که عملکرد آن تحت تأثیر تغییرات pH یا وجود سایر ترکیبات فرّار قرار نمی‌گیرد. همچنین، همبستگی قوی میان تغییر رنگ شاخص و پارامترهای متداول سنجش تازگی ماهی، از جمله pH، ترکیبات نیتروژن بازی کل و شمارش کل میکروبی، مشاهده شده است.
این شاخص قادر است در زمان نگهداری ماهی در یخچال، سه وضعیت کلیدی را به دقت نشان دهد:
| وضعیت تازگی | رنگ شاخص |
|---|---|
| ماهی تازه | سبز روشن |
| ماهی نیمه‌تازه | زرد کم‌رنگ |
| محصول فاسد | زرد تیره |
این قابلیت به مصرف‌کننده امکان می‌دهد تا بدون نیاز به تجهیزات آزمایشگاهی پیچیده، وضعیت ماده غذایی را تنها با نگاه کردن تشخیص دهد.
مزایای اقتصادی و گسترش کاربرد
مزیت دیگر این نوآوری، سهولت استفاده و مقرون‌به‌صرفه بودن آن است. در حالی که روش‌های آزمایشگاهی سنجش تازگی معمولاً هزینه‌بر و زمان‌بر هستند، این شاخص می‌تواند به سادگی در بسته‌بندی مواد غذایی قرار گیرد و هم تولیدکننده و هم مصرف‌کننده را از وضعیت محصول آگاه کند. استفاده از این فناوری علاوه بر بهبود سلامت عمومی، می‌تواند میزان ضایعات ناشی از فساد مواد غذایی را کاهش داده و موجب صرفه‌جویی اقتصادی قابل توجهی شود.
این فناوری توسعه‌یافته تنها به حوزه ماهی و فرآورده‌های دریایی محدود نمی‌شود، بلکه در صنایع مرتبط با گوشت قرمز و مرغ نیز قابل استفاده است. ترکیب این شاخص با بسته‌بندی‌های هوشمند می‌تواند به ایجاد بسته‌بندی‌های نانویی با قابلیت اعلام تازگی محصول منجر شود؛ راهکاری که هم مصرف‌کننده و هم تولیدکننده از آن سود خواهند برد و گامی مهم در جهت ارتقای امنیت غذایی و کاهش هدررفت مواد غذایی محسوب می‌شود.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
