Свежесть рыбы традиционно оценивают по внешнему виду и запаху: прозрачные глаза, яркие жабры и лёгкий морской аромат считаются хорошими признаками, а мутные глаза или неприятный запах — сигналом тревоги. Но проблема в том, что такие признаки появляются поздно, когда процесс порчи уже зашёл далеко. На самом деле химические изменения в тканях начинаются задолго до того, как рыба начинает выглядеть или пахнуть плохо.
Учёные предложили более надёжный и быстрый способ оценки качества — портативный сенсор, который определяет свежесть рыбы менее чем за две минуты. Устройство фиксирует самые ранние химические маркеры порчи, делая проверку значительно точнее и объективнее.
Что такое гипоксантин и почему он важен
Разложение рыбы начинается практически сразу после её смерти. Одним из первых веществ, уровень которого быстро растёт, является гипоксантин (HX). Он образуется при распаде нуклеиновых кислот и других молекул, поэтому давно считается надёжным биомаркером свежести — как для целой тушки, так и для расфасованных филе.
Однако существующие методы определения гипоксантина требуют лаборатории, обучённого персонала и долгой подготовки проб. Проводить такие тесты в магазине, на складе или на кухне просто нереально. Исследовательская группа под руководством Николаса Фёлькера, Азаде Нилгааз и Муамера Дервишевича решила изменить ситуацию и создать инструмент, который можно использовать где угодно — без сложных процедур и оборудования.
Сенсор с микроиглами
Основой нового устройства стала компактная матрица из микроигл, покрытых золотыми наночастицами и специальным ферментом, реагирующим на гипоксантин.
Микроиглы уже известны по косметическим и медицинским пластырям, но здесь они выполняют другую функцию — помогают проникнуть чуть ниже поверхности рыбы, туда, где процессы порчи стартуют раньше всего.
Для измерения достаточно слегка прижать сенсор к рыбе. Микроиглы фиксируют его на месте, фермент вступает в реакцию с гипоксантином, и в тканях происходят изменения электрических сигналов. Именно эти сигналы устройство анализирует, выводя показатель свежести.
В ходе экспериментов учёные протестировали прототип на кусках свежего лосося, которые выдерживали при комнатной температуре до 48 часов. Сенсор уверенно выявлял гипоксантин в концентрациях от 500 частей на миллиард — уровне, характерном для очень свежей рыбы. И делал это примерно за 100 секунд. Точность оказалась сопоставима с профессиональными лабораторными наборами.
Где это пригодится
Хотя для коммерческого внедрения технологию ещё предстоит доработать, результаты выглядят многообещающе. Сенсор может стать инструментом для контроля качества в реальном времени — от крупных дистрибьюторов и супермаркетов до ресторанов и домашних кухонь.
Сегодня покупатели часто вынуждены полагаться на собственный опыт или доверять продавцу. Новый сенсор способен устранить догадки: одним нажатием и за пару минут он покажет реальное состояние продукта. Это поможет уменьшить пищевые отходы, снизить риск пищевых отравлений и повысить уверенность в морепродуктах.
Исследование опубликовано в журнале ACS Sensors. Его авторы уверены: в ближайшем будущем проверка свежести рыбы может стать такой же простой, как прикосновение небольшим устройством к её поверхности — без гаданий по запаху и внешнему виду.
