Учёные из Сколтеха, Института проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН предложили новый метод для точной и быстрой оценки качества мяса на основе технологий электронного носа и компьютерного зрения. Работа поддержана грантом Российского научного фонда «Новые селективные газоаналитические системы для картирования химического пространства». Результаты работы представлены в журнале Analytica Chimica Acta.
Как утверждают специалисты, испорченные продукты становятся причиной более 250 патологий, в том числе отравлений, аллергии и даже онкологических заболеваний. Для оценки порчи продуктов сегодня применяют бактериологический анализ, однако он занимает много времени. Предложенные авторами новые новейшие технологии проведут такой анализ во много раз и не менее эффективно. В новой статье исследователи изучили динамику порчи мяса с помощью электронного носа для оцифровки запаха, связанного с летучими маркёрами его порчи, и сравнили результаты с изменениями в составе микробиома образцов испорченного мяса
«Мы исследовали "точку перехода", пытаясь понять, когда продукт становится несвежим. В какой-то момент большинство бактерий начинает погибать, но остаются и размножаются самые стойкие — гнилостные. С помощью "электронного носа" мы оценивали, как меняется запах образца мяса, на котором живут такие бактерии, а затем, применив математические модели, выяснили, когда наступает та самая точка перехода мяса из свежего состояния в несвежее», — рассказал соавтор работы и один из её научных руководителей Фёдор Фёдоров, 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.
«Мы увидели, что это сенсор, который чувствителен к водороду. Найденная точка зависит от влажности в камере, в которой хранится мясо. Мы делали тесты при комнатной температуре, чтобы процессы проходили быстрее, и увидели, что есть зависимость от влажности: чем более влажный воздух, тем быстрее мясо пропадает. Оказывается, что одного сенсора и датчика влажности и температуры может быть достаточно, чтобы можно было определять точку, когда мясо пропало», — добавил Фёдоров.
В ходе ПЦР-исследования учёные измеряли относительное количество основных видов бактерий, численность которых изменялась в разные периоды времени — это бактерии классов Brochotrix, Psychrobacter и Mycoplasma.
«В то время как сенсоры улавливают изменения, микробиологический анализ может показать их причину. Мы с коллегами посмотрели, как меняется бактериальный состав образцов мяса: какие бактерии размножаются, а какие погибают. Мы увидели, что электронный нос улавливает изменения в атмосфере как раз тогда, когда сильно меняется состав бактерий», — рассказал профессор Михаил Гельфанд, директор Центра молекулярной и клеточной биологии в Сколтехе и соавтор работы.
