تشخیص تازگی ماهی با هیدروژل نانویی

پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان با طراحی یک شاخص رنگ‌سنجی نوین موفق شدند امکان ردیابی دیداری و بلادرنگ تازگی ماهی را فراهم کنند.

به گزارش ایسنا، محصولات دریایی به‌ویژه ماهی به دلیل فسادپذیری بالا و حساسیت به شرایط نگهداری، یکی از مهم‌ترین چالش‌های حوزه امنیت غذایی محسوب می‌شوند، از این رو توسعه فناوری‌هایی که امکان پایش لحظه‌ای تازگی و پیشگیری از مصرف ماهی‌های فاسد را فراهم کنند، ضرورتی انکارناپذیر است.

برای پاسخ به این نیاز، تیم تحقیقاتی متشکل از سپیده لُهرسبی‌نژاد و هاجر شکرچی‌زاده در دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به طراحی یک شاخص رنگ‌سنجی ساده، کم‌هزینه و بسیار حساس شدند. در این روش، نانوذرات مس و نقاط کوانتومی کربن دوپ‌شده با نیتروژن درون بستری از هیدروژل آگار قرار گرفتند تا در برابر گاز سولفید هیدروژن، به‌عنوان یکی از مهم‌ترین نشانگرهای فساد ماهی، واکنش نشان دهند. سولفید هیدروژن گازی است که هنگام تجزیه ترکیبات گوگردی در فرآیند فساد پروتئینی تولید می‌شود.

حساسیت بالای این شاخص نانویی به H₂S باعث می‌شود تغییرات تازگی ماهی به‌صورت تغییر رنگ واضح برای مصرف‌کننده قابل مشاهده باشد.

نتایج پژوهش نشان داد که محلول CuNPs/NCQDs در تماس با گاز H₂S خاصیت فلورسانسی خود را از دست می‌دهد و همین تغییر، اساس عملکرد شاخص است. همچنین بر پایه مکانیزم رزونانس پلاسمون سطحی محلی، شاخص رنگ‌سنجی تهیه‌شده توانست پاسخی غیرقابل بازگشت به سولفید هیدروژن ارائه دهد و این ویژگی امکان تشخیص دقیق در غلظت‌های پایین را فراهم کرد. بررسی‌های میکروسکوپی نیز نشان داد که فیلم هیدروژل آگار حاوی CuNPs/NCQDs دارای ساختاری یکنواخت است. افزون بر این، نتایج طیف‌سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس و طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه تشکیل پیوند C–S را در شاخص در معرض فساد ماهی تأیید کردند.

یکی از نقاط قوت این فناوری پایداری مطلوب شاخص است. آزمایش‌ها نشان داد 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 شامل pH، ترکیبات نیتروژن بازی کل و شمارش کل میکروبی مشاهده شد. بر همین اساس، این شاخص توانست در زمان نگهداری ماهی در یخچال به‌طور دقیق سه وضعیت را نشان دهد: سبز روشن برای ماهی تازه، زرد کم‌رنگ برای نیمه‌تازه و زرد تیره برای محصول فاسد. چنین قابلیتی موجب می‌شود مصرف‌کننده بدون نیاز به تجهیزات آزمایشگاهی پیچیده، وضعیت ماده غذایی را تنها با نگاه کردن تشخیص دهد.

مزیت دیگر این نوآوری در سهولت استفاده و مقرون‌به‌صرفه بودن آن است. در شرایطی که روش‌های آزمایشگاهی سنجش تازگی، هزینه‌بر و زمان‌بر هستند، این شاخص می‌تواند به‌سادگی 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 نه‌تنها در حوزه ماهی و فرآورده‌های دریایی، بلکه در صنایع مرتبط با گوشت قرمز و مرغ نیز قابل استفاده است. از سوی دیگر، 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.

*