Группа учёных из Сколтеха, Института проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН и других мировых ведущих научных организаций предложили новый метод для более точной и быстрой оценки качества мяса на основе технологий электронного носа и компьютерного зрения. Результаты работы представлены в журнале Analytica Chimica Acta.
Учёные из Сколтеха развивают технологию электронного носа на протяжении нескольких лет, применяя её в разных сферах. Так, в 2023 году было показано применение для анализа запаха пластика. Такой «нос» состоит из линейки газовых сенсоров и использует алгоритмы распознавания образов для точной идентификации запаха, имитируя работу обонятельной системы человека. Разница в том, что электронный нос, в отличие от носа человека, может реагировать не только на вещества, обладающие запахом.
В процессе жизнедеятельности бактерий в продуктах формируются летучие соединения — иначе говоря, появляется характерный запах, который считается первым признаком порчи. В новой статье исследователи изучили динамику порчи мяса с помощью электронного носа для оцифровки запаха, связанного с летучими маркерами его порчи, и сравнили результаты с изменениями в составе микробиома образцов испорченного мяса.
«Запах является первым индикатором свежести либо несвежести продукта. В этой работе мы исследовали „точку перехода“, пытаясь понять, когда продукт становится несвежим, некачественным, и увидели, что электронный нос позволяет выявить изменения на более ранних стадиях, в отличие от компьютерного зрения. Когда мы начали проводить тесты с мясом из супермаркета, динамика изменений была минимальной — оно почти не портилось, но, когда взяли мясо на рынке, оно начало портиться. Оказалось, что на нём уже были бактерии, и довольно-таки разнообразные. В какой-то момент большинство бактерий начинает погибать, но остаются и размножаются самые стойкие — гнилостные. С помощью электронного носа мы наблюдали, как меняется запах образца мяса, на котором живут такие бактерии, и мы определили с помощью математических протоколов, когда наступает та самая точка перехода мяса из свежего состояния в несвежее», — рассказал соавтор работы и один из её научных руководителей Федор Федоров, старший преподаватель Центра фотоники и фотонных технологий.
Учёные провели эксперименты при разной влажности и выяснили, какой сенсор в системе электронного носа наиболее чувствителен к таким изменениям.
В ходе ПЦР-исследования учёные измеряли относительное количество основных видов бактерий, численность которых изменялась в разные периоды — это бактерии классов Brochotrix, Psychrobacter и Mycoplasma.
Фото:
Shutterstoсk/FOTODOM
