ESR/EPR電子順磁共振對于輻照食品的作用

?輻照食品鑒定

1.什么是輻照食品

輻照又稱(chēng)食品輻射，用于殺菌。是利用一定劑量的波長(cháng)極短 的電離射線(xiàn)對食品進(jìn)行殺菌（包括原材料），放射線(xiàn)同位素 鈷60 、銫157 產(chǎn)生的γ-射線(xiàn)或低能加速器放射出的β-射線(xiàn) 對包裝食品進(jìn)行輻照處理。延遲新鮮食物某些生理過(guò)程（發(fā)芽和成熟）的發(fā)展，或對食品進(jìn)行殺蟲(chóng)、消毒、殺菌、防霉等處理，可以延長(cháng)保藏時(shí)間，穩定并提高食品質(zhì)量。

歐洲聯(lián)盟(歐盟)指令明確規定，輻照食品以及含有輻照成分 的食品。(無(wú)論其百分比如何)都必須貼上輻照標簽。

 

食品輻照符號“radura”

 

2.為什么輻射食品

• 殺滅草藥和香料中的微生物；

• 在干燥的食物中給昆蟲(chóng)消毒；

• 用于制藥和草藥提取物的殺菌；

• 抑制發(fā)芽和發(fā)芽；

• 通過(guò)殺滅肉類(lèi)/家禽/魚(yú)類(lèi)的微生物來(lái)延長(cháng)保質(zhì)期；

• 延緩果實(shí)的成熟、成熟和衰老；

• 水果和蔬菜的植物衛生檢疫。

 

3.食品輻射檢測的原因

• 平衡食物輻射的益處；

• 國家的具體立法規定，什么食物是允許被輻射的；

• 法律要求。

 

?檢測方法

1.電子順磁共振波譜儀檢測輻照食品原理

 

 

當食品經(jīng)電離輻射照射后，會(huì )產(chǎn)生一定數量自由基。對自由基施加一定外加磁場(chǎng),激發(fā)電 子自旋共振。電子自旋共振波譜儀檢測電子自旋共振現象,并記錄電子自旋共振波譜線(xiàn)。

在輻照食品領(lǐng)域，電子自旋共振法依賴(lài)對長(cháng)壽命自由基的檢測判斷其是否接受了輻照處 理。含纖維素和含骨食品中的自由基擴散難,通常具有較長(cháng)的壽命,適用于電子自旋共振法 檢測。當ESR圖譜上出現典型的不對稱(chēng)信號(分裂峰),可作為食品接受輻照的判定依據。

 

2.釋光檢測輻照食品

熱釋光(TL)法用于輻照食品檢測的可行性：

先分離出食品中的硅酸鹽類(lèi)礦物質(zhì),然后在加熱條件下測量硅酸鹽類(lèi)礦物質(zhì)中由輻照而蓄積的并以光子形式釋放的能量,從而判斷食品是否經(jīng)過(guò)輻照。

光釋光(PSL/OSL)法用于輻照食品檢測的可行性:

富含硅酸鹽類(lèi)樣品通過(guò)一定波長(cháng)的光再次激發(fā)照射產(chǎn)生光釋放光信號。利用光釋光檢測儀測試光信號的強度,比較不同光信號強度的大小,從而判斷食品是否經(jīng)過(guò)輻照。

?ESR電子順磁共振波譜儀

 

 

EN 1786-1996含骨輻射食品的檢測 .ESR法

 

EN 1787-2000食物.ESR光譜法檢測含纖維素經(jīng)過(guò)輻射的食品;代替EN 1787-1996

 

 

 

EN 13708-2001 食品.采用ESR光譜法檢測含結晶糖的輔照食品

 

ESR5000

我們的臺式 ESR5000 波譜儀是一種緊湊型高性能儀器，其靈敏度和可靠性足可勝任EPR 波譜領(lǐng)域的苛刻應用。

*而廣泛：

EPR（電子順磁共振）波譜技術(shù)是能明確地檢測和定量含有未配對電子的物質(zhì)的技術(shù)。這些材料中含有自由基、各種過(guò)渡金屬以及缺陷。

EPR 的應用范圍十分廣泛，多功能且為無(wú)損檢測

在 EPR 波譜中，樣品可以是固體、液體、有色溶液、混濁溶液，甚至可以是細胞懸 液。在 EPR 測量中，樣品不會(huì )受到損失，因此可以保存下來(lái)供進(jìn)一步分析。

使用簡(jiǎn)單：

EPR 是一種很容易接觸的波譜。它所需要的樣品制備是少的，不管樣品是固體、 液體，只需把樣品放在一個(gè)試管中就可以了。

 

 

電子順磁共振波譜儀（ESR/EPR） ESR5000

 

?釋光

1.概念

釋光就是礦物晶體受到環(huán)境電離輻射作用而積蓄起來(lái)的能量在受到熱或激發(fā)時(shí)，以光 子的形式釋放能量的一種物理現象。

礦物結晶形成后，因晶體結構中的缺陷或者雜質(zhì)的存在而形成陷阱，來(lái)自周?chē)h(huán)境中 的電離輻射會(huì )在晶體中產(chǎn)生輻射損傷，并在晶體中生成電子-空穴對，部分電子被陷阱 俘獲，在較深的陷阱內的電子很穩定，累積的電子數與輻射的劑量成正比，只有在受 到外部能量的刺激（加熱或光照）時(shí)，電子才可能逃出“陷阱”，逃出的電子與空穴 復合，部分能量以光子的形式釋放，受光照激發(fā)的釋光稱(chēng)為光釋光（Photo  Stimulate Luminescence ，簡(jiǎn)稱(chēng)PSL)，而受熱激發(fā)的釋光稱(chēng)為熱釋光（Thermoluminescence 簡(jiǎn)稱(chēng) TL）。

 

2.Lexsygsmart

 

Lexsygsmart vs. Risø TL/OSL食品.用熱釋光法檢測輻照后的食品

優(yōu)勢：TL版本(不需要OSL單元)、自動(dòng)操作多達40個(gè)樣品、可集成X射線(xiàn)管、兼容Tlstudio軟件以及加熱器溫度可達 500°C。

 

TL 信號--辣椒

 

 

3.光釋光(Photo stimulated Luminescence,PSL) 

富含硅酸鹽類(lèi)樣品俘獲的輻射能量經(jīng)一定波長(cháng)的光激發(fā)后,以光的形式釋放出來(lái)的現象。富含硅酸鹽類(lèi) 物質(zhì)的樣品能夠儲存射線(xiàn)能量。通過(guò)一定波長(cháng)的光 再次激發(fā)照射,樣品中儲存的能量可以釋放,產(chǎn)生光 釋放光信號。利用光釋放光檢測儀測試光信號的強 度,比較不同光信號強度的大小,判定樣品是否經(jīng)過(guò) 輻照。

閾值設定

香料和調味品的閾值設定為:T1=700counts/min,T2=5000counts/min。甲殼類(lèi)動(dòng)物的閾值設定為:T1=1000counts/min,T2=4000counts/min。

結果判斷

根據與閾值的比較,樣品測量結果可分為陰性、可疑、陽(yáng)性三種情況,分別進(jìn)行判定。

 

GB 23748-2016 食品安全國家標準 輻照食 品鑒定 篩選法

 

 

4.熱釋光(Thermoluminescence, TL)

• GB 31643-2016 食品安全國家標準含 硅酸鹽輻照食品的鑒定 熱釋光法

• 黏著(zhù)在食品表面的硅酸鹽礦物質(zhì)在接受電 離輻射時(shí),能夠通過(guò)電荷捕獲方式儲存輻射 能量。這些硅酸鹽被分離出來(lái)后置于一定 的高溫環(huán)境,就會(huì )以光的形式釋放儲存的能 量,這種現象被稱(chēng)為熱釋光。

• 測量并記錄熱釋光信號形成熱釋光曲線(xiàn)。

• 熱釋光法（TL）輻照食品檢測理論上適用于所有可以提取到硅酸鹽等礦物質(zhì)的樣品，與其種類(lèi)無(wú)關(guān)。

• 熱釋光強度可用熱釋光曲線(xiàn)的面積積分值表示。硅酸鹽礦物質(zhì)的種類(lèi)和數量不同,產(chǎn)生的熱釋光信號也不同。

• 為了消除硅酸鹽種類(lèi)的差別,需對樣品進(jìn)行兩次熱釋光測定。以G1 表示樣品硅酸鹽的熱釋光一次發(fā)光曲線(xiàn)面積積分值;給予樣品確定劑量的輻照后,再次測定樣品的熱釋光,并且用G2 表示二次發(fā)光曲線(xiàn)的面積積分值,終用G1/G2 值判定樣品是否經(jīng)過(guò)輻照。

熱釋光檢測過(guò)程

• 發(fā)光曲線(xiàn) Glow Curve 1 的測量：70°C -> 6°C/s -> 350-500°C

• 用電離輻射源給予特定劑量的輻照 (香辛料和脫水蔬菜類(lèi)產(chǎn)品的參比劑量為1.0kGy,新 鮮水果和蔬菜類(lèi)產(chǎn)品的參比劑量為0.5kGy)

• 進(jìn)行第二次測量,記錄發(fā)光曲線(xiàn) Glow Curve 2

 

5.信號比較

積分面積比值按下式計算: f =G1/G2

香辛料和脫水蔬菜

• 若f≥0.10,則判定樣品已經(jīng)過(guò)輻照處理;

• 若f<0.10,則判定樣品未經(jīng)過(guò)輻照處理。

新鮮水果和蔬菜

• 若f≥0.10,則判定樣品已經(jīng)過(guò)輻照處理;

• 若f<0.07,則判定樣品未經(jīng)過(guò)輻照處理;

• 若0.07≤f<0.10,則不可判定樣品是否經(jīng)過(guò) 輻照處理。