基于電子自旋共振(ESR)波譜的輻照食品鑒定檢測方法的研究.pdf

1、農產品、食品安全是重大的國計民生問題。隨著全球貿易的一體化,食品發(fā)展的主題趨向于更加衛(wèi)生、安全、健康和營養(yǎng)。食品輻照技術以其鮮明的特點,對確保食品的衛(wèi)生、安全,減少污染和化學殘留等起著不可替代的作用。我國是全球食品輻照的第一大國,每年的食品輻照量占全球總量的1／4,用于輻照加工處理食品的設施和加工量均處于世界領先水平。然而近年來隨著輻照食品的生產、消費和國際貿易的需求不斷增加,歐美等發(fā)達國家憑借其在輻照食品鑒定檢測技術上的優(yōu)勢,對我國出

2、口的輻照食品實行貿易技術壁壘,極大的限制了我國輻照食品特別是農產品的出口貿易。而河南杞縣“60Co事件”謠言引發(fā)的群眾恐慌,以及康師傅方便面輻照標示問題所導致的“輻照門”事件,均使得輻照食品的安全監(jiān)管引起了全社會的廣泛關注。因此,建立準確、快捷的輻照食品分析檢測方法來鑒定輻照與未輻照食品,測定或給出被輻照食品的原初吸收劑量,是一項非常重要且極具應用價值的研究課題。
　　 本文以植物源性食品為研究對象,采用電子自旋共振波譜(ESR

3、)分析技術,通過檢測不同劑量處理的不同類型的輻照食品,揭示同類食品不同劑量與ESR譜線強度的對映關系、不同類食品同一劑量與ESR譜線強度的對映關系以及食品中不同部位的ESR波譜特征變化。通過研究輻照食品ESR信號強度的影響因素,揭示輻照劑量與ESR信號強度之間的關系,探討ESR信號強度在貯藏期內信號衰減的變化規(guī)律。本文率先利用ESR波譜技術研究了不同類型射線(γ射線和電子束)輻照食品的ESR波譜特征,建立了利用電子自旋共振法鑒別植物源性

4、輻照食品的檢測方法標準。本研究在國內首次采用附加劑量法對輻照食品原初吸收劑量進行了定量追溯,為輻照食品原初吸收劑量定量追溯模型的建立提供了理論依據。論文的主要內容和研究成果如下:
　　 1.以葵花籽、核桃、開心果和榛子4種干果食品為試驗材料,研究在不同劑量范圍內4種樣品輻照劑量與ESR信號強度的關系以及兩者的相關性R2。結果表明:未輻照和輻照樣品的ESR波譜有明顯區(qū)別,4種樣品的ESR信號強度與輻照劑量均呈現正相關。輻照后樣品的

5、ESR波譜強度和譜形都發(fā)生變化,應用ESR波譜法能夠直觀、準確的鑒定出4種食品是否經過輻照。其中核桃和開心果的ESR譜線中心信號左右兩側出現的兩個對稱小峰,證明了纖維素自由基的存在。研究得出輻照核桃的最低檢出劑量接近1 kGy,其余3種輻照樣品的最低檢出劑量更低。
　　 2.研究了4種香辛料食品(花椒、芥末粉、咖喱粉、姜粉)經不同劑量輻照后電子自旋共振波譜特征及信號強度的變化,并探討了ESR信號強度在貯藏期(220 d)內的變化

6、規(guī)律。結果表明:4種香辛料樣品輻照前后ESR波譜均有明顯區(qū)別,ESR波譜信號強度與劑量表現為正相關。在貯藏期內所有樣品信號強度均有減弱,除芥末粉外其余樣品經過220 d后仍能應用ESR波譜法檢測判定出是否經過輻照處理。
　　 3.以水果樣品葡萄作為試驗材料,取其不同部位(葡萄皮、葡萄柄和葡萄籽)進行輻照處理,研究其在給定劑量范圍內葡萄不同部位的ESR波譜特征變化,以及輻照劑量與信號強度的關系。結果表明:葡萄皮、葡萄柄和葡萄籽輻照

7、后ESR波譜均有明顯的區(qū)別,信號強度均隨輻照劑量增加而增大。葡萄柄的輻照最低檢出劑量為0.25 kGy,可作為鑒定葡萄是否經過輻照的理想材料。通過比較葡萄皮、葡萄柄和葡萄籽劑量效應曲線得出葡萄柄擬合曲線最為準確(R2=0.9943)。3種輻照試驗材料在貯藏期(15 d)內信號強度均有不同程度的衰減,輻照葡萄皮信號強度衰減最為劇烈(衰減80％)。
　　 4.以白胡椒粉、花椒粉、孜然粉和開心果作為試驗材料,分別用γ射線和電子束進行輻

8、照處理,研究了ESR波譜法鑒定判別電子束輻照食品的檢測方法,并且比較了γ射線和電子束輻照后的ESR波譜形狀特征。結果表明:4種樣品經電子束輻照后ESR波譜與未照樣品均有明顯的區(qū)別,信號強度均隨輻照劑量增加而增大。白胡椒和開心果在高于432 Gy劑量下照射能夠檢出,而花椒和孜然在高于875 Gy劑量下照射能夠檢出。所有樣品在貯藏期(200 d)內信號強度均有不同程度的衰減,經過200d后仍能應用ESR波譜法檢測判定出是否經過輻照處理。4種

9、樣品采用同劑量的γ射線和電子束輻照其ESR波譜形狀無顯著差異,但研究發(fā)現由于兩者輻照作用機理的不同,而導致對樣品的ESR波譜信號強度略有影響。
　　 5.以孜然為對象,研究孜然在0～15.0 kGy劑量范圍內ESR波譜特征變化,以及貯藏時間對波譜信號強度的影響,并采用附加劑量法估測孜然樣品的原初吸收劑量。結果表明:經過貯藏期(220 d)后仍能檢測出孜然是否經過輻照處理。附加劑量法可較為準確的用于輻照孜然的劑量估算,其中利用3次