Sinh viên làm mực in thông minh nhận biết thực phẩm hỏng

Mực in thông minh được chế tạo từ dịch chiết hoa đậu biếc, có thể biến màu khi gặp với chất gây hại hoặc dịch chất độc hại. Việc sử dụng mực in thông minh giúp phát hiện sớm sự hỏng hoại của thực phẩm trong quá trình lưu trữ và vận chuyển, giúp người tiêu dùng cảnh báo sớm và tránh tiêu dùng các thực phẩm không an toàn.

Từ năm 2021 nhóm sinh viên gồm Lê Cao Trí và Phạm Ngọc Lan Vi (Đại học Công nghệ Sài Gòn) bắt đầu nghiên cứu cách kiểm tra thực phẩm hỏng trong bao bì thay thế giấy quỳ.

Tìm hiểu các bài báo khoa học, Trí nhận thấy, hoa đậu biếc (Clitoria ternatean) có thể chiết thành dịch có độ nhạy pH cao hơn so với nhiều loại thực vật khác như bắp cải tím, hoa hồng... Dịch chiết từ hoa đậu biếc có thể thay đổi màu sắc do sự biến đổi cấu trúc của một sắc tố màu sinh học có tên anthocyanin. Sắc tố màu anthocyanin thay đổi khi có sự thay đổi pH trong thực phẩm. "Đây là chỉ dấu cho thấy thực phẩm bắt đầu hư hỏng", Trí chia sẻ về cơ chế hoạt động của anthocycanin. Trên cơ sở này, nhóm xây dựng quy trình làm mực in từ hoa đậu biếc.

Nhóm thử nghiệm quá trình hư hỏng của cá diêu hồng với mực in hình ba con cá trên nhãn hộp thông qua sự thay đổi màu sắc từ đỏ sang tím. (Video: NVCC)

Hoa đậu biếc được thu thập sau đó trích ly bằng cồn 70 độ để chiết hợp chất anthocyanin. Dung dịch anthocyanin sau đó được cô đặc, làm bay hơi bằng dung môi cồn ở nhiệt độ thấp trong môi trường chân không. Dịch chiết sau cô đặc được phối trộn với các thành phần nguyên liệu khác để tạo ra mực in chỉ thị. Mực in được hiệu chỉnh và cố định độ pH.

Theo Trí, công đoạn quan trọng nhất là làm bay hơi dung môi cồn để làm cô đặc dịch chiết và tăng nồng độ anthocyanin giúp xác định được lượng cần thiết, phù hợp để mực hoạt động hiệu quả khi phản ứng với các hợp chất amin bay hơi.

Mực sau khi tạo thành công được in trên giấy bên trong bao bì hay hộp đựng thực phẩm tươi sống nhiều protein như các loại thịt, cá tươi đã qua sơ chế và đóng gói, được bảo quản ở nhiệt độ mát hoặc đông lạnh. Khi thực phẩm hỏng sẽ giải phóng amin bay hơi, làm cho pH của môi trường bảo quản bên trong bao bì thay đổi. Từ đó, làm thay đổi màu của nhãn từ đỏ, tím, xanh theo thứ tự mức độ hư hỏng thực phẩm. Với việc nhận diện màu sắc mực in, người dùng có thể cân nhắc việc sử dụng thực phẩm.

Trí cho biết, thực phẩm tươi sống đều sản sinh ra các amin bay hơi. Những chất này thường sẽ làm tăng độ pH do tính kiềm của chúng nên nhóm dựa vào yếu tố này để tạo mực in thông minh nhận biết. "Với các bao bì kín thì sản phẩm cho độ chính xác trên 98% khi nhóm thử nghiệm với cá diêu hồng", Trí nói.

Nhóm kỳ vọng sản phẩm giúp góp phần hạn chế việc tiêu thụ thực phẩm tươi sống không an toàn, hỗ trợ các doanh nghiệp và người tiêu dùng kiểm soát được chất lượng thực phẩm một cách chính xác và nhanh chóng.

Mực in đổi màu từ đỏ, tím, xanh theo thứ tự từ trái sang thể hiện mức độ hư hỏng thực phẩm tương ứng với mốc thời gian bảo quản từ 0 - 8h - 12h. (Ảnh: NVCC).

Theo thạc sĩ Tạ Lê Quốc An, Giảng viên khoa công nghệ thực phẩm, Đại học Công nghệ Sài Gòn, các nghiên cứu về bao bì hay mực in có thể phát hiện hư hỏng thực phẩm đã có nhiều công trình nghiên cứu trong nước làm. Tuy nhiên, nhóm là một trong những người tiên phong khi sử dụng hoa đậu biếc để chế tạo mực in thông minh với tính ứng dụng cao. Ông cho rằng, công nghệ này chiết xuất hoàn toàn từ thiên nhiên, an toàn với thực phẩm và con người.

Ông An cho biết antocyanin là chất dễ bị tổn thất khi có ánh sáng mạnh, nhiệt độ cao. Do đó, để ứng dụng, các thực phẩm cần bảo quản ở nhiệt độ thấp, điều kiện kín khí. "Các công nghệ làm bao bì hiện nay sử dụng màng nhôm, hút chân không có thể khắc phục vấn đề này nên sản phẩm của nhóm có thể ứng dụng rất tốt ở các dạng thực phẩm bảo quản lạnh", ông An nói.