Определить свежесть продуктов под упаковкой поможет лазер

Ученые разработали недорогой и точный экспресс-анализ с помощью лазера, который обнаруживает рост бактерий внутри упакованных продуктов питания или упаковках донорской крови без необходимости их вскрывать.

Новая разработка появилась благодаря совместным усилиям педагогического университета Чжэцзян (Китай) и Университета Умео (Швеция), о чем они сообщили в журнале «Прикладная оптика».

Причина, по которой продукты маркируются сроком хранения «годен до» — чтобы избежать отравления из-за порчи бактериями и другими микроорганизмами.

Однако такая мера предосторожности означает, что пища зачастую имеет неоправданно короткий срок годности. Лучшее понимание процесса роста микроорганизмов и методы его обнаружения помогут уменьшить количество утилизированных продуктов и сократить количество людей с пищевым отравлением.

Точно так же, но в медицине, новый способ сэкономит время врачей и уменьшит количество списанных медицинских ресурсов, например крови. При переливании крови, в которой развились микроорганизмы, есть риск заражения пациентов со смертельным исходом.

Рост микроорганизмов обусловлен многими факторами, поэтому трудно предсказать, насколько они размножились внутри запечатанной упаковки пищевых продуктов или крови.

Ученые сосредоточились на том, что бактерии при размножении выпускают газы, в частности, диоксид углерода. Один из исследователей, Цзе Чжао, говорит:

По оценке уровня двуокиси углерода в пределах замкнутого пространства — бутылки или упаковки — можно сказать о росте микробов.

Для измерения состава газа разработчики воспользовались оптической спектрометрией, которая является очень чувствительным и быстрым методом. Причем измерение возможно проводить через стекло, прозрачную упаковочную пленку или пластик.

Наилучшим вариантом оптической спектрометрией оказался «перестраиваемый диодный лазер» (TDLAS), так как он сочетает в себе простоту и низкую стоимость. Принцип действия разработанного устройства основан на поглощении различными газами волн с определенной длиной. Новый прибор состоит из источника света — перестраиваемого лазерного диода, оптической части, формирующей луч, а также приемной оптики с одним или несколькими детекторами.

Пропуская такой луч лазера через образцы, ученые проверяли метод на двух типах бактерий: золотистом стафилококке и Candida Albicans. Полученные результаты были впечатляющими: высокое соотношение сигнал-шум, указывает на высокий уровень точности прибора.

По материалам