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(nóng)產(chǎn)品、食品安全是重大的國計民生問題。隨著全球貿(mào)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(shù)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(xué)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(shè)施和加工量均處于世界領(lǐng)先水平。然而近年來隨著輻照食品的生產(chǎn)、消費和國際貿(mào)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(shù)上的優(yōu)勢,對我國出

2、口的輻照食品實行貿(mào)易技術(shù)壁壘,極大的限制了我國輻照食品特別是農(nóng)產(chǎn)品的出口貿(mào)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(biāo)示問題所導(dǎo)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(guān)注。因此,建立準(zhǔn)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(yīng)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(shù),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(guān)系、不同類食品同一劑量與ESR譜線強度的對映關(guān)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(guān)系,探討ESR信號強度在貯藏期內(nèi)信號衰減的變化規(guī)律。本文率先利用ESR波譜技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)。本研究在國內(nèi)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(jù)。論文的主要內(nèi)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(nèi)4種樣品輻照劑量與ESR信號強度的關(guān)系以及兩者的相關(guān)性R2。結(jié)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(xiàn)正相關(guān)。輻照后樣品的

5、ESR波譜強度和譜形都發(fā)生變化,應(yīng)用ESR波譜法能夠直觀、準(zhǔn)確的鑒定出4種食品是否經(jīng)過輻照。其中核桃和開心果的ESR譜線中心信號左右兩側(cè)出現(xiàn)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(jīng)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(nèi)的變化

6、規(guī)律。結(jié)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(xiàn)為正相關(guān)。在貯藏期內(nèi)所有樣品信號強度均有減弱,除芥末粉外其余樣品經(jīng)過220 d后仍能應(yīng)用ESR波譜法檢測判定出是否經(jīng)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(nèi)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(guān)系。結(jié)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(jīng)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(yīng)曲線得出葡萄柄擬合曲線最為準(zhǔn)確(R2=0.9943)。3種輻照試驗材料在貯藏期(15 d)內(nèi)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(jié)果表明:4種樣品經(jīng)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(nèi)信號強度均有不同程度的衰減,經(jīng)過200d后仍能應(yīng)用ESR波譜法檢測判定出是否經(jīng)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(xiàn)由于兩者輻照作用機理的不同,而導(dǎo)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(nèi)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(jié)果表明:經(jīng)過貯藏期(220 d)后仍能檢測出孜然是否經(jīng)過輻照處理。附加劑量法可較為準(zhǔn)確的用于輻照孜然的劑量估算,其中利用3次