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(pin)

輻照(zhao)又稱食(shi)(shi)品(pin)輻射(she)(she)(she)(she)，用于殺(sha)(sha)菌。是利用一定劑量(liang)的(de)(de)波長(chang)極短 的(de)(de)電離射(she)(she)(she)(she)線對食(shi)(shi)品(pin)進行殺(sha)(sha)菌（包括原材料），放射(she)(she)(she)(she)線同位(wei)素 鈷(gu)60 、銫(se)157 產生的(de)(de)γ-射(she)(she)(she)(she)線或(huo)(huo)低能加速(su)器放射(she)(she)(she)(she)出的(de)(de)β-射(she)(she)(she)(she)線 對包裝食(shi)(shi)品(pin)進行輻照(zhao)處理(li)。延(yan)(yan)遲新鮮(xian)食(shi)(shi)物某些生理(li)過程（發(fa)芽(ya)和成熟）的(de)(de)發(fa)展(zhan)，或(huo)(huo)對食(shi)(shi)品(pin)進行殺(sha)(sha)蟲、消(xiao)毒、殺(sha)(sha)菌、防霉等處理(li)，可(ke)以延(yan)(yan)長(chang)保藏(zang)時(shi)間，穩定并提高食(shi)(shi)品(pin)質(zhi)量(liang)。

歐(ou)洲聯盟(歐(ou)盟)指令明(ming)確規定，輻照食品(pin)以及含有輻照成分 的食品(pin)。(無論其(qi)百分比如(ru)何)都必(bi)須(xu)貼(tie)上輻照標簽(qian)。

 

食品輻照符(fu)號(hao)“radura”

 

2.為(wei)什么輻射食品(pin)

• 殺滅草(cao)藥和香料中(zhong)的微生物；

• 在干燥的食物(wu)中給昆蟲消毒；

• 用(yong)于制藥和草藥提取物的殺菌；

• 抑制(zhi)發芽和發芽；

• 通過殺滅(mie)肉類/家禽/魚類的微生物來延長保質期；

• 延(yan)緩果實的(de)成(cheng)熟(shu)(shu)、成(cheng)熟(shu)(shu)和衰(shuai)老；

• 水果和(he)蔬菜的植(zhi)物衛生檢疫。

 

3.食(shi)品輻射檢測的原因

• 平衡食物(wu)輻射的益(yi)處(chu)；

• 國家的(de)具(ju)體立法(fa)規(gui)定，什么食物是允許被輻射的(de)；

• 法(fa)律(lv)要(yao)求。

 

?檢(jian)測(ce)方(fang)法

1.電子順磁共振波譜儀檢(jian)測輻照食品原理(li)

 

 

當食品經電(dian)(dian)(dian)離輻射(she)照射(she)后(hou)，會產生一定數量自(zi)(zi)由(you)基。對自(zi)(zi)由(you)基施加一定外加磁場,激發電(dian)(dian)(dian) 子自(zi)(zi)旋(xuan)共(gong)振(zhen)。電(dian)(dian)(dian)子自(zi)(zi)旋(xuan)共(gong)振(zhen)波(bo)譜(pu)(pu)儀檢測電(dian)(dian)(dian)子自(zi)(zi)旋(xuan)共(gong)振(zhen)現(xian)象,并(bing)記錄電(dian)(dian)(dian)子自(zi)(zi)旋(xuan)共(gong)振(zhen)波(bo)譜(pu)(pu)線。

在輻照食(shi)品領域(yu)，電(dian)子自旋(xuan)共(gong)(gong)振(zhen)法依(yi)賴(lai)對(dui)長壽(shou)命(ming)自由基的(de)檢測判斷其是否接受(shou)了輻照處 理。含纖維(wei)素和含骨食(shi)品中的(de)自由基擴散難,通常具(ju)有較長的(de)壽(shou)命(ming),適(shi)用于電(dian)子自旋(xuan)共(gong)(gong)振(zhen)法 檢測。當ESR圖(tu)譜上出現典型的(de)不對(dui)稱信號(分(fen)裂峰),可作為食(shi)品接受(shou)輻照的(de)判定依(yi)據(ju)。

 

2.釋光(guang)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(chu)食品中(zhong)(zhong)的硅酸(suan)(suan)鹽(yan)類(lei)礦(kuang)物(wu)質,然后在加熱(re)條件(jian)下(xia)測(ce)量(liang)硅酸(suan)(suan)鹽(yan)類(lei)礦(kuang)物(wu)質中(zhong)(zhong)由輻照而蓄積的并以光子形式釋放的能量(liang),從而判斷(duan)食品是否經過輻照。

光釋光(PSL/OSL)法用于輻照食品檢測的可行性:

富含硅酸(suan)鹽類樣品通過一定波(bo)長的光(guang)再次激發照(zhao)射(she)產生(sheng)光(guang)釋放光(guang)信號。利用光(guang)釋光(guang)檢測儀測試光(guang)信號的強(qiang)度(du),比較不同光(guang)信號強(qiang)度(du)的大(da)小,從而(er)判斷(duan)食品是否(fou)經過輻(fu)照(zhao)。

?ESR電子順磁(ci)共振波(bo)譜儀

 

 

EN 1786-1996含骨輻射食品的(de)檢測 .ESR法

 

EN 1787-2000食(shi)物(wu).ESR光譜法檢(jian)測(ce)含纖(xian)維素(su)經過輻(fu)射(she)的食(shi)品;代(dai)替EN 1787-1996

 

 

 

EN 13708-2001 食品.采用ESR光(guang)譜法檢(jian)測含結(jie)晶(jing)糖(tang)的(de)輔照食品

 

ESR5000

我們的臺式 ESR5000 波譜儀(yi)是一(yi)種緊湊型高(gao)性能儀(yi)器，其靈(ling)敏度和(he)可靠(kao)性足可勝任EPR 波譜領域的苛刻應用。

*而廣泛：

EPR（電子(zi)順磁共(gong)振）波譜技術是(shi)能明確地檢測和定量含有(you)未配對電子(zi)的物質的技術。這些材料中(zhong)含有(you)自(zi)由基、各種過渡金屬(shu)以及缺陷(xian)。

EPR 的應用范(fan)圍十分廣泛，多功能(neng)且為無損(sun)檢測

在 EPR 波(bo)譜中，樣(yang)品(pin)可(ke)以是固體、液(ye)體、有色溶(rong)液(ye)、混(hun)濁(zhuo)溶(rong)液(ye)，甚至可(ke)以是細胞懸(xuan) 液(ye)。在 EPR 測量中，樣(yang)品(pin)不會受到損失，因此可(ke)以保存下(xia)來供進一(yi)步分析。

使用簡單：

EPR 是一種很容易接(jie)觸的(de)波譜。它所需要的(de)樣品制備是少的(de)，不(bu)管樣品是固體、 液體，只需把(ba)樣品放(fang)在一個試管中就(jiu)可以了。

 

 

電子順磁共振波(bo)譜儀(yi)（ESR/EPR） ESR5000

 

?釋光(guang)

1.概念

釋光(guang)就是礦(kuang)物(wu)晶體(ti)受(shou)到環境電離輻(fu)射作用而積蓄(xu)起來的(de)能(neng)量在受(shou)到熱(re)或(huo)激(ji)發(fa)時，以光(guang) 子(zi)的(de)形(xing)式(shi)釋放能(neng)量的(de)一種(zhong)物(wu)理現象(xiang)。

礦物結晶(jing)形(xing)成后，因(yin)晶(jing)體(ti)(ti)結構(gou)中(zhong)(zhong)的(de)缺陷(xian)或者雜(za)質的(de)存在而(er)形(xing)成陷(xian)阱(jing)，來自周圍環(huan)境中(zhong)(zhong) 的(de)電(dian)離輻射(she)會在晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)產(chan)生(sheng)輻射(she)損傷(shang)，并在晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)生(sheng)成電(dian)子(zi)-空(kong)穴對(dui)，部(bu)分電(dian)子(zi)被陷(xian)阱(jing) 俘(fu)獲，在較深的(de)陷(xian)阱(jing)內(nei)的(de)電(dian)子(zi)很穩定，累積的(de)電(dian)子(zi)數與輻射(she)的(de)劑量成正比，只(zhi)有在受(shou)(shou) 到外部(bu)能量的(de)刺激（加熱或光(guang)照）時，電(dian)子(zi)才(cai)可能逃(tao)出“陷(xian)阱(jing)”，逃(tao)出的(de)電(dian)子(zi)與空(kong)穴 復合，部(bu)分能量以光(guang)子(zi)的(de)形(xing)式釋(shi)放(fang)，受(shou)(shou)光(guang)照激發的(de)釋(shi)光(guang)稱為光(guang)釋(shi)光(guang)（Photo  Stimulate Luminescence ，簡稱PSL)，而(er)受(shou)(shou)熱激發的(de)釋(shi)光(guang)稱為熱釋(shi)光(guang)（Thermoluminescence 簡稱 TL）。

 

2.Lexsygsmart

 

Lexsygsmart vs. Risø TL/OSL食品(pin).用(yong)熱釋光(guang)法檢測輻照(zhao)后的食品(pin)

優勢：TL版本(不需要OSL單元)、自動操作多達40個樣品、可集成X射線管、兼容Tlstudio軟件以及加熱器溫度可達 500°C。

 

TL 信號--辣椒

 

 

3.光(guang)釋光(guang)(Photo stimulated Luminescence,PSL) 

富含(han)硅酸鹽類樣(yang)品俘獲的(de)(de)(de)輻射(she)能(neng)量(liang)經(jing)一(yi)定(ding)(ding)波長的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)激(ji)發后,以光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)形(xing)式釋放出來的(de)(de)(de)現象(xiang)。富含(han)硅酸鹽類 物質(zhi)的(de)(de)(de)樣(yang)品能(neng)夠儲(chu)存射(she)線(xian)能(neng)量(liang)。通過(guo)一(yi)定(ding)(ding)波長的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang) 再次(ci)激(ji)發照射(she),樣(yang)品中儲(chu)存的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)可(ke)以釋放,產(chan)生(sheng)光(guang)(guang)(guang) 釋放光(guang)(guang)(guang)信(xin)號。利用光(guang)(guang)(guang)釋放光(guang)(guang)(guang)檢測儀測試(shi)光(guang)(guang)(guang)信(xin)號的(de)(de)(de)強 度,比(bi)較不同光(guang)(guang)(guang)信(xin)號強度的(de)(de)(de)大小,判定(ding)(ding)樣(yang)品是否經(jing)過(guo) 輻照。

閾值設定

香料(liao)和調味品的閾值(zhi)(zhi)設定(ding)為:T1=700counts/min,T2=5000counts/min。甲(jia)殼(ke)類動(dong)物(wu)的閾值(zhi)(zhi)設定(ding)為:T1=1000counts/min,T2=4000counts/min。

結果判斷

根據與(yu)閾值的(de)比(bi)較,樣品(pin)測量結果可(ke)分為陰性、可(ke)疑、陽(yang)性三種情(qing)況,分別進行判定。

 

GB 23748-2016 食品安全國(guo)家標準 輻照食 品鑒(jian)定 篩選法

 

 

4.熱釋(shi)光(Thermoluminescence, TL)

• GB 31643-2016 食(shi)品(pin)安全國家標準(zhun)含 硅酸鹽輻照食(shi)品(pin)的鑒定 熱(re)釋光(guang)法

• 黏(nian)著在食品表面的硅酸鹽礦物(wu)質在接受電 離輻(fu)(fu)射時,能(neng)夠通過電荷捕獲方(fang)式(shi)儲(chu)(chu)存(cun)輻(fu)(fu)射 能(neng)量(liang)(liang)。這些(xie)硅酸鹽被分離出來后(hou)置于一定 的高溫環境,就會以光(guang)(guang)的形式(shi)釋放(fang)儲(chu)(chu)存(cun)的能(neng) 量(liang)(liang),這種現(xian)象(xiang)被稱為熱釋光(guang)(guang)。

• 測量并記(ji)錄熱釋(shi)光信號(hao)形(xing)成熱釋(shi)光曲線。

• 熱釋光法（TL）輻(fu)照(zhao)食品檢測理論上(shang)適用于所有可以提取到(dao)硅酸鹽等礦物質的(de)樣品，與其(qi)種(zhong)類無關。

• 熱釋(shi)光強度可用熱釋(shi)光曲線的(de)面積(ji)積(ji)分值(zhi)表示(shi)。硅(gui)酸鹽礦物質的(de)種(zhong)類和數量不(bu)同(tong),產生的(de)熱釋(shi)光信(xin)號也不(bu)同(tong)。

• 為了消(xiao)除硅酸鹽(yan)種類的(de)差別,需對樣(yang)(yang)(yang)品(pin)進行(xing)兩次(ci)熱釋(shi)光(guang)測定(ding)。以G1 表示(shi)樣(yang)(yang)(yang)品(pin)硅酸鹽(yan)的(de)熱釋(shi)光(guang)一次(ci)發光(guang)曲(qu)線面(mian)積(ji)積(ji)分值;給予樣(yang)(yang)(yang)品(pin)確(que)定(ding)劑量的(de)輻(fu)照后,再(zai)次(ci)測定(ding)樣(yang)(yang)(yang)品(pin)的(de)熱釋(shi)光(guang),并(bing)且用(yong)G2 表示(shi)二次(ci)發光(guang)曲(qu)線的(de)面(mian)積(ji)積(ji)分值,終用(yong)G1/G2 值判(pan)定(ding)樣(yang)(yang)(yang)品(pin)是否經(jing)過(guo)輻(fu)照。

熱釋光檢測過程

• 發光曲線 Glow Curve 1 的測量：70°C -> 6°C/s -> 350-500°C

• 用電離輻(fu)射源給予特定(ding)劑(ji)(ji)(ji)量的(de)(de)(de)輻(fu)照 (香辛料和(he)脫水蔬(shu)菜類產品(pin)的(de)(de)(de)參(can)比(bi)劑(ji)(ji)(ji)量為(wei)1.0kGy,新 鮮水果和(he)蔬(shu)菜類產品(pin)的(de)(de)(de)參(can)比(bi)劑(ji)(ji)(ji)量為(wei)0.5kGy)

• 進行(xing)第二(er)次測量,記錄發光(guang)曲線 Glow Curve 2

 

5.信(xin)號比較

積(ji)分(fen)面積(ji)比值按(an)下式計(ji)算: f =G1/G2

香辛料和脫水蔬菜

• 若f≥0.10,則(ze)判定樣品(pin)已經過(guo)輻照處理;

• 若(ruo)f<0.10,則判定(ding)樣品未經過輻照(zhao)處理。

新鮮水果和蔬菜

• 若f≥0.10,則判定樣品已經過(guo)輻(fu)照處理;

• 若f<0.07,則(ze)判定(ding)樣品未經過輻照處(chu)理;

• 若(ruo)0.07≤f<0.10,則不可判定樣品是否經過 輻照處(chu)理。