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

輻照又稱食品輻射，用于殺菌。是利用一定劑量的波長極短 的電離射線對食品進行殺菌（包括原材料），放射線同位素 鈷60 、銫157 產生的γ-射線或低能加速器放射出的β-射線 對包裝食品進行輻照處理。延遲新鮮食物某些生理過程（發芽和成熟）的發展，或對食品進行殺蟲、消毒、殺菌、防霉等處理，可以延長保藏時間，穩定并提高食品質量。

歐洲聯盟(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消毒；

• 用于制藥和草藥提取物的殺菌；

• 抑制發芽和發芽；

• 通過殺滅肉類/家禽/魚類的微生物來延長保質期；

• 延緩果實的成熟、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

 

 

當食品經電離輻射照射后，會產生一定數量自由基。對自由基施加一定外加磁場,激發電 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。

在輻照食品領域，電子自旋共振法依賴對長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礦物質,然后在加熱條件下測量硅酸鹽類礦物質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:

富含硅酸鹽類樣品通過一定波長的光再次激發照射產生光釋放光信號。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過輻照。

?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過輻射的食品;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 波譜領域的苛刻應用。

*而廣泛：

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

EPR 的應用范圍十分廣泛，多功能且為無損檢測

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，樣品不會受到損失，因此可以保存下來供進一步分析。

使用簡單：

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境電離輻射作用而積蓄起來的能量在受到熱或激發時，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的存在而形成陷阱，來自周圍環境中 的電離輻射會在晶體中產生輻射損傷，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，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，受光照激發的釋光稱為光釋光（Photo  Stimulate Luminescence ，簡稱PSL)，而受熱激發的釋光稱為熱釋光（Thermoluminescence 簡稱 TL）。

 

2.Lexsygsmart

 

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

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.光釋光(Photo stimulated Luminescence,PSL) 

富含硅酸鹽類樣品俘獲的輻射能量經一定波長的光激發后,以光的形式釋放出來的現象。富含硅酸鹽類 物質的樣品能夠儲存射線能量。通過一定波長的光 再次激發照射,樣品中儲存的能量可以釋放,產生光 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,判定樣品是否經過 輻照。

閾值設定

香料和調味品的閾值設定為:T1=700counts/min,T2=5000counts/min。甲殼類動物的閾值設定為: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、陽性三種情況,分別進行判定。

 

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

• 黏著在食品表面的硅酸鹽礦物質在接受電 離輻射時,能夠通過電荷捕獲方式儲存輻射 能量。這些硅酸鹽被分離出來后置于一定 的高溫環境,就會以光的形式釋放儲存的能 量,這種現象被稱為熱釋光。

• 測量并記錄熱釋光信號形成熱釋光曲線。

• 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的樣品，與其種類無關。

• 熱釋光強度可用熱釋光曲線的面積積分值表示。硅酸鹽礦物質的種類和數量不同,產生的熱釋光信號也不同。

• 為了消除硅酸鹽種類的差別,需對樣品進行兩次熱釋光測定。以G1 表示樣品硅酸鹽的熱釋光一次發光曲線面積積分值;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 表示二次發光曲線的面積積分值,終用G1/G2 值判定樣品是否經過輻照。

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

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

• 進行第二次測量,記錄發光曲線 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,則判定樣品已經過輻照處理;

• 若f<0.10,則判定樣品未經過輻照處理。

新鮮水果和蔬菜

• 若f≥0.10,則判定樣品已經過輻照處理;

• 若f<0.07,則判定樣品未經過輻照處理;

• 若0.07≤f<0.10,則不可判定樣品是否經過 輻照處理。