Nhóm sinh viên dùng đầu đọc quang phổ nhận biết thịt ôi thiu

Nhóm sinh viên Trường Đại học Việt Đức bên sản phẩm máy cầm tay kiểm tra thịt. Ảnh: VGU

Báo động nguy cơ thịt ôi

Sản phẩm do Lê Minh Khôi, Ngô Trần Tiến Hoàng, Huỳnh Bảo Thanh, Trần Hoàng Huy - sinh viên Trường Đại học Việt Đức nghiên cứu, chế tạo. Sản phẩm từng giành giải Nhất Cuộc thi Phát triển ứng dụng AIoT Developer Innoworks tổ chức vào tháng 11/2024 do Tổng Công ty Advantech Việt Nam và Trường Đại học Việt Đức phối hợp tổ chức.

Nói về ý tưởng sản phẩm, trưởng nhóm Lê Minh Khôi chia sẻ, vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm là nỗi lo lớn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng. Vì lợi nhuận, nhiều người kinh doanh sẵn sàng bán thịt lợn ôi thiu cho khách hàng. Nhóm tiếp cận với nghiên cứu của Trường Đại học Khoa học Sức khỏe, Đại học Quốc gia TPHCM và ghi nhận trong giai đoạn 2020 - 2022, trung bình mỗi tháng cả nước có khoảng 200 người bị ngộ độc thực phẩm, đồng nghĩa cứ 3 ngày có 20 người bị ngộ độc. Đỉnh điểm vào tháng 7/2020, cả nước ghi nhận 567 ca ngộ độc thực phẩm. Nhóm nhận định, ngộ độc hiện chủ yếu liên quan đến thịt động vật như thịt heo, bò, cá…

Người bán hàng thường “qua mặt” người tiêu dùng bằng cách biến thịt ôi thiu thành thịt tươi khi sử dụng chất Saltpetre (KNO3). Đây là chất thường dùng để ướp và làm thịt xông khói, có khả năng biến đổi sắc tố của thịt ôi thành màu đỏ tươi để đánh lừa người mua.

Theo Minh Khôi, hiện trên thị trường có một số thiết bị kiểm tra bằng hóa học, dùng đầu dò để xác định chất KNO3 trong thịt. Tuy nhiên, cách làm này đòi hỏi phải tiếp xúc trực tiếp với miếng thịt - điều không khả thi với các sản phẩm đã đóng gói sẵn tại siêu thị hoặc cửa hàng tiện lợi.

Do đó, nhóm mong muốn tạo ra thiết bị cầm tay có khả năng kiểm tra sự hiện diện của KNO3 mà không cần tiếp xúc với thịt nhờ vào công nghệ sử dụng sóng hồng ngoại. Sản phẩm hướng đến người tiêu dùng cá nhân và các nhà máy chế biến thực phẩm.

Hình ảnh thiết kế máy kiểm tra độ tươi của thịt do nhóm nghiên cứu. Ảnh: Hà An

“Soi” độ tươi của thịt

Sau nhiều tháng nghiên cứu, nhóm lựa chọn công nghệ đầu đọc quang phổ cận hồng ngoại có dải phổ từ 900 - 1.700 nanomet, được hiệu chuẩn để đưa ra dữ liệu chính xác. Với khoảng phổ này, khi chiếu vào thực phẩm, thiết bị có thể phát hiện các liên kết như C-H, N-H, O-H trong protein, chất béo, nước… Khi thịt bị ôi, một số liên kết thay đổi, đầu đọc quang phổ sẽ nhận biết, phản ánh qua biểu đồ quang phổ. “Nhóm muốn xây dựng mô hình phát hiện sự thay đổi để phân biệt thịt ôi thiu và thịt tươi”, trưởng nhóm Minh Khôi chia sẻ.

Từ đầu đọc quang phổ, được xem là “bộ não” của thiết bị, nhóm bắt tay thiết kế phần cơ khí để tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh. Thiết bị cầm tay có kích thước dài 21cm, rộng 7,5cm, dày 4,3cm, dễ dàng bỏ vào túi xách khi đi chợ. Máy được trang bị màn hình TFT 2,8 inch để hiển thị biểu đồ dải phổ, phía dưới là các nút bấm vật lý dùng để khởi động và chọn chức năng.

Bên trong vỏ máy gồm đầu đọc quang phổ, bộ xử lý tín hiệu và camera thực hiện tính năng truy xuất nguồn gốc. Khi sử dụng, người dùng chỉ cần bấm nút khởi động, đưa thiết bị lại gần miếng thịt, trong vài giây kết quả sẽ hiện ra: Thịt tươi hay có tồn dư KNO3. Pin thiết bị cho phép hoạt động liên tục trong 4 giờ.

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng thịt được nhóm xây dựng dựa trên bộ tiêu chuẩn của cơ quan quản lý Nhà nước, đảm bảo độ chính xác. Khi kiểm chứng với khoảng 7.000 lần đo tại các chợ, siêu thị và qua thử nghiệm thịt mua về, kết quả cho thấy: 26% thịt tươi, 30% thịt kém tươi, 30% thịt ôi thiu và phần còn lại là thịt ôi thiu được ngâm KNO3. Theo Minh Khôi, với lượng dữ liệu ngày càng lớn, mô hình học máy tích hợp trên phần mềm máy tính sẽ đưa ra kết quả chính xác hơn.

Ngoài ra, thiết bị còn có chức năng quét mã QR để truy xuất thông tin sản phẩm. Khi nguồn gốc sản phẩm không rõ ràng, người tiêu dùng có thể báo cho quản lý siêu thị để kiểm tra. Tuy nhiên, do chi phí mua đầu đọc quang phổ chiếm tới 80% tổng giá trị sản phẩm, mỗi thiết bị hiện có giá khoảng 35 triệu đồng - khá cao so với thu nhập của nhiều người. Nhóm đề xuất phát triển thiết bị dưới dạng ki ốt đặt tại siêu thị để người dân dễ tiếp cận và kiểm chứng sản phẩm.

Minh Khôi chia sẻ, trong quá trình phát triển, nhóm bị cuốn hút bởi những rào cản, khó khăn và nỗ lực tìm cách vượt qua. Tuy nhiên, khi bắt đầu ý tưởng, nhóm luôn đặt câu hỏi sản phẩm giải quyết được vấn đề gì cho xã hội. “Khi làm xong phải trả lời câu hỏi: Ai là người sử dụng? Khi mình biết điều này sẽ biết cách phát triển sản phẩm phục vụ đúng nhu cầu người dùng và xác định tính cạnh tranh của sản phẩm”, Khôi nói.

Bên cạnh yếu tố công nghệ và chức năng, nhóm chú trọng tính thẩm mỹ bằng cách thu nhỏ sản phẩm qua từng phiên bản, giảm tới 25% khối lượng để đúng nghĩa là thiết bị cầm tay. Nhóm kỳ vọng nhận được sự quan tâm của doanh nghiệp và nhà đầu tư để thương mại hóa sản phẩm.

Theo ông Trần Kiên - Phó Tổng Giám đốc Công ty Advantech Việt Nam, thiết bị của nhóm sinh viên Trường Đại học Việt Đức là sản phẩm thiết thực, phục vụ người dân trong bối cảnh vệ sinh an toàn thực phẩm đang ở mức báo động. Không chỉ người tiêu dùng mà các cơ quan Nhà nước cũng gặp khó khăn trong công tác quản lý. Vì vậy, theo ông Kiên, một thiết bị kiểm tra nhanh sẽ là giải pháp hữu hiệu để người dân tự bảo vệ bản thân.

“Chúng tôi đã hỗ trợ nhóm về công nghệ để xây dựng và phát triển mô hình trí tuệ nhân tạo trong dự án hoàn toàn miễn phí. Thời gian tới, chúng tôi mong muốn tiếp tục đồng hành cùng nhóm trong giai đoạn hoàn thiện và thương mại hóa sản phẩm”, ông Kiên chia sẻ.

Để kiểm tra Saltpetre (KNO3) có trong thịt, hiện người tiêu dùng có thể sử dụng máy đo dư lượng nitrat hoặc kit kiểm tra nhanh nitrat có xuất xứ trong nước hoặc ngoại nhập. Các thiết bị này có thể đo chính xác hàm lượng nitrat trong thịt với khoảng thời gian ngắn.

Ngoài ra, các nhà sản xuất còn cung cấp bộ kit cho phép kiểm tra nhanh nitrat trong thực phẩm như thịt. Giá mỗi bộ kit kiểm tra nhanh và máy đo dư lượng nitrat có giá từ vài trăm nghìn đồng đến vài triệu đồng tùy chủng loại. Sản phẩm cao cấp có thể giá hàng chục triệu đồng.