فناوری‌های جدید در صنعت غذا

فناوری‌های جدید در صنعت غذا

مروری بر کاربرد طیف‌سنجی امپدانس الکتریکی در ارزیابی کیفیت و تازگی فرآورده‌های آبزیان

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان
1 گروه شیلات، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
2 پژوهشکده کشاورزی هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، کرج، ایران
10.22104/ift.2026.8387.2311
چکیده
فرآورده‌های آبزیان با وجود ارزش غذایی بالا، بسیار فسادپذیرند و ارزیابی سریع و غیرمخرب کیفیت و تازگی آنها یکی از نیازهای کلیدی در زنجیره تأمین به شمار می‌رود. روش‌های رایج شیمیایی و میکروبی، اغلب زمان‌بر و مخرب بوده و قابل اجرا در خط تولید نیستند. طیف‌سنجی امپدانس الکتریکی (Electrical impedance spectroscopy) به‌عنوان یک روش غیرمخرب، سریع و کم‌هزینه، با اندازه‌گیری پاسخ الکتریکی بافت در بازه‌ای از فرکانس‌ها، امکان سنجش تغییرات ساختاری و بیوشیمیایی بافت لاشه را فراهم می‌کند. هدف از این مقاله، مرور و تحلیل کاربردهای EIS در ارزیابی تازگی، فساد و کیفیت محصولات آبزی و بررسی عوامل مؤثر بر قابلیت استفاده صنعتی این فناوری است. در این راستا، مطالعات انجام‌شده درباره اصول اندازه‌گیری، اثر فرکانس، نقش آرایش الکترودها، مدل‌های مکانیزمی، روش‌های استخراج ویژگی و مدل‌سازی داده‌های امپدانسی بررسی شدند. نتایج مطالعات نشان می‌دهد که پارامترهایی مانند دامنه امپدانس، زاویه فاز، ویژگی‌های استخراج‌شده از شکل طیف و ترکیب آن‌ها با روش‌های کمومتریک و یادگیری ماشین، قابلیت مناسبی برای ارتباط با شاخص‌های مرجع کیفیت مانند TVB-N، K-value، شمارش میکروبی و ارزیابی حسی دارند. همچنین، EIS در پایش تغییرات کیفیت طی نگهداری سرد و تفکیک مراحل مختلف فساد عملکرد قابل قبولی نشان داده، با وجود این مزایا، عواملی مانند وابستگی شدید به شرایط اندازه‌گیری، نوع و محل تماس الکترود، دما، ناهمگنی بافت و نبود پروتکل‌های استاندارد، همچنان از موانع اصلی توسعه کاربرد صنعتی این فناوری محسوب می‌شوند. بر اساس بررسی انجام‌شده، آینده کاربرد این روش در صنعت آبزیان به توسعه حسگرهای قابل‌حمل، استانداردسازی روش‌های اندازه‌گیری وابسته خواهد بود. بنابراین، EIS را می‌توان به‌عنوان یک فناوری مکمل و امیدوارکننده برای پایش سریع و غیرمخرب کیفیت محصولات شیلاتی در کنار سایر روش‌های ارزیابی موجود در نظر گرفت.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

A Review on the Application of Electrical Impedance Spectroscopy in Quality and Freshness Assessment of Seafood Products

نویسندگان English

Marzie Monirifar 1
Seyed vali Hosseini 1
Gholamreza Shah Hosseini 2
1 Department of Fisheries Science, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
2 Nuclear Agriculture Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Karaj, Iran
چکیده English

Seafood products, despite their high nutritional value, are highly perishable, and rapid, non-destructive assessment of quality and freshness has become a critical requirement throughout the supply chain. Conventional chemical and microbiological methods are often time-consuming, destructive, and difficult to implement in industrial production lines. Electrical impedance spectroscopy (EIS), as a rapid, low‌cost, and non-destructive technique, enables the evaluation of structural and biochemical changes in fish tissues by measuring their electrical response over a range of frequencies. This review aims to investigate and analyze the applications of EIS in the assessment of freshness, spoilage, and quality of aquatic products, while also examining the factors affecting its potential for industrial implementation. In this context, previous studies focusing on measurement principles, frequency effects, electrode configurations, mechanistic models, feature extraction approaches, and impedance data modeling were reviewed and analyzed.

The findings indicate that impedance parameters, including impedance magnitude, phase angle, spectral features, and their integration with chemometric approaches and machine learning algorithms, demonstrate considerable potential for establishing relationships with reference quality indicators such as TVB-N, K-value, microbial counts, and sensory evaluation. Furthermore, EIS has shown promising performance in monitoring quality changes during cold storage and differentiating various stages of spoilage. However, despite these advantages, several challenges, including strong dependence on measurement conditions, electrode type and contact configuration, temperature variations, tissue heterogeneity, and the lack of standardized protocols, remain major barriers to the widespread industrial application of this technology. Based on the reviewed studies, the future development of EIS in the seafood industry will largely depend on the advancement of portable sensing systems and the standardization of measurement procedures. Therefore, EIS can be considered a promising complementary technology for rapid and non-destructive quality monitoring of seafood products alongside existing assessment methods.

کلیدواژه‌ها English

Cold chain monitoring
Electrical impedance spectroscopy
Spoilage indices
Quality assessment of Seafood

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 07 مهر 1405

  • تاریخ دریافت 11 تیر 1405
  • تاریخ بازنگری 05 مهر 1405
  • تاریخ پذیرش 07 مهر 1405
  • تاریخ اولین انتشار 07 مهر 1405
  • تاریخ انتشار 07 مهر 1405