Einfache Überwachung der Fischfrische mit einem neuen Sensor
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Um festzustellen, ob ein Fisch frisch ist, empfiehlt es sich, seine Augen und Kiemen zu betrachten oder an ihm zu schnuppern. Eine genauere Überprüfung der Lebensmittelqualität und -sicherheit ist jedoch die Suche nach Verbindungen, die sich bilden, wenn die Zersetzung beginnt. Jetzt haben Forscher, die in ACS Sensors berichten, ein einfaches, effektives elektronisches Gerät entwickelt, das eine dieser Verbindungen schnell misst. Der Prototyp des Sensors kann in weniger als zwei Minuten feststellen, wie frisch ein Fisch ist.
Bei Fischen kann es Stunden oder sogar Tage dauern, bis Anzeichen von Verderb (trübe Augen, gequetschte Kiemen, fauliger oder fischiger Geruch) auftreten. Im Gegensatz dazu beginnen Verbindungen wie Hypoxanthin (HX) fast unmittelbar nach dem Tod zu entstehen, weil Nukleinsäuren und andere Moleküle abgebaut werden. Daher halten die Forscher den HX-Gehalt für einen zuverlässigeren "Frische-Indikator" sowohl für ganze Fische als auch für einzelne Filets.
Derzeit erfordert die Messung von HX zeitaufwändige Verfahren und eine spezielle Laborausrüstung. Um die HX-Überwachung zu vereinfachen und tragbar zu machen, haben Nicolas Voelcker, Azadeh Nilghaz, Muamer Dervisevic und Kollegen einen Frischesensor auf Mikronadelbasis entwickelt. Während Mikronadeln normalerweise in Produkten zur Medikamentenverabreichung oder Hautpflege verwendet werden, dienen sie hier dazu, die Empfindlichkeit des Geräts zu erhöhen.
Um den Sensor zu bauen, entwickelte das Team eine vier mal vier große Mikronadelanordnung und beschichtete sie mit speziellen Goldnanopartikeln und einem Enzym, das HX abbaut. Der Sensor wird in die Oberfläche eines Fischstücks gedrückt und durch die Mikronadeln verankert. Wenn das Enzym HX abbaut, verändert sich das elektrische Potenzial im Fisch, und der Sensor misst und interpretiert diese Veränderungen.
Die Forscher überprüften die Leistung des Sensors mit Lachssteaks, die in kleine Stücke geschnitten und bis zu 48 Stunden bei Raumtemperatur gelagert wurden. Der Sensor wies HX-Konzentrationen von weniger als 500 Teilen pro Milliarde auf, ein Wert, der mit Fischproben übereinstimmt, die als "sehr frisch" gelten. Die Ergebnisse wurden in etwa 100 Sekunden geliefert. Außerdem war die Empfindlichkeit des neuen Sensors mit der eines handelsüblichen Labortests vergleichbar. Obwohl der Sensor noch weiter entwickelt werden muss, bevor er als tragbares Instrument für die Lebensmittelsicherheit eingesetzt werden kann, zeigen die Forscher, dass diese Demonstration sein Potenzial für die Echtzeitüberwachung der Lebensmittelqualität aufzeigt.
Sein neuer Sensor bestimmt innerhalb von zwei Minuten genau, wie frisch ein Stück Fisch ist.
Adapted from ACS Sensors 2025, DOI: 10.1021/acssensors.5c01637
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