ESR波譜法檢測食品的相關(guān)研究

□ 陸 斌 江蘇權(quán)正檢驗檢測有限公司

1 ESR波譜法檢測原理

在對食品進(jìn)行電離輻射后，食品當(dāng)中的物質(zhì)會由于電離作用受到激發(fā)，轉(zhuǎn)化為自由基形態(tài)，其自由基形態(tài)沒有固定的數(shù)量或形態(tài)，在這種狀態(tài)下通過ESR波譜儀的作用電子之間會出現(xiàn)相互作用，這種現(xiàn)象被稱為自旋共振現(xiàn)象。通過對自選共振現(xiàn)象中所出現(xiàn)的波普線進(jìn)行觀察，能夠達(dá)成對食品進(jìn)行檢測的目的。但是食品經(jīng)過電離輻射后所產(chǎn)生的自由基會在很短的時間內(nèi)消失，因此一些輻照擴(kuò)散較快的食品樣本中，這樣的檢測方法效果較差，這也造成只有在電子自旋現(xiàn)象持續(xù)時間較長的食品樣本中，ESR波譜法才有一定的實用意義。當(dāng)前較為常見的食品類型有纖維素食品、含骨類食品以及結(jié)晶糖食品，本文也就將由這幾類食品的檢測而展開[1]。

2 ESR波譜法檢測食品研究進(jìn)展

2.1 纖維素食品研究進(jìn)展

ESR波譜法在含纖維素食品檢測中的應(yīng)用起源于20世紀(jì)的80年代，當(dāng)時相關(guān)的科學(xué)人員分別選擇了草莓、蘋果等常見水果作為實驗樣品進(jìn)行檢測，樣品部位則分別包含水果的籽、柄及莖。在通過ESR波譜法進(jìn)行實驗后，發(fā)現(xiàn)其可以對輻照水果進(jìn)行分辨，由這些研究可以證明ESR波譜法對于纖維素食品的輻照分辨有著科學(xué)依據(jù)。為了為其提供更多的依據(jù)，在后續(xù)的實驗當(dāng)中又選取了更多的實驗樣品進(jìn)行實驗，在后續(xù)的研究當(dāng)中發(fā)現(xiàn)ESR信號的范圍與其劑量有著明確的關(guān)聯(lián)，成正比例關(guān)系。在21世紀(jì)的研究中，研究人員已經(jīng)證明樣品種類的不同會對實驗結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，但其輻照成分達(dá)到30%后就能夠正常進(jìn)行檢測[2]。

2.2 含骨食品研究進(jìn)展

ESR波譜法含骨類食品的檢測中最早由我國研究人員使用，時間為20世紀(jì)90年代。當(dāng)時我國研究人員選用豬骨作為實驗樣品，在此次實驗當(dāng)中我國的研究人員發(fā)現(xiàn)輻照豬骨在一定情況下出現(xiàn)ESR特征信號，其信號強度也會隨著變化成正比例增加。在之后的研究當(dāng)中，又分別對其他種類的含骨食物重復(fù)了相同的實驗，其結(jié)果與纖維素食品相同，在一定范圍內(nèi)ESR波譜法同樣有著良好的線性關(guān)系，且經(jīng)歷一段時間的跟隨觀察后發(fā)現(xiàn)，ESR波譜信號程度沒有隨著時間而出現(xiàn)衰減的現(xiàn)象。為此可以證明ESR波譜法對于含骨食品的輻照檢測有著一定的意義。

2.3 結(jié)晶糖食品研究進(jìn)展

經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)ESR波譜法作用在含有結(jié)晶糖的食品中時會出現(xiàn)自由基數(shù)量大量增加的情況，同時由于結(jié)晶糖材料的特性使得其能夠作為劑量計使用，通過這樣的方式幫助其觀察信號波段的變化。在21世紀(jì)初，歐盟研究協(xié)會曾經(jīng)就ESR波譜法在輻照結(jié)晶糖食品的檢測發(fā)布相關(guān)報告，報告中涉及的食品種類包含奶粉、火腿等含有大量結(jié)晶糖的食品，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著結(jié)晶糖含量的增加，ESR波譜信號也出現(xiàn)線性提高，但其受溫度影響較大，且樣品受處理狀態(tài)的不同也會對其信號造成一定的影響。

2.4 檢測影響因素總結(jié)

上文對當(dāng)前ESR波譜法在纖維素食品、含骨類食品及結(jié)晶糖食品檢測中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，其檢測結(jié)果的主要影響因素有樣品的處理、樣品的儲存溫度、儀器的靈敏程度。當(dāng)樣品處理不夠細(xì)碎的時候，會對測量結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。不同的儀器其精準(zhǔn)程度上也會有著一定的不同，因此在進(jìn)行測量的過程中，需要使用不同的儀器進(jìn)行反復(fù)的測量，測量過程中保證測量樣品管的位置始終相同。在三種不同種類食品的測量中，也有著不同的影響因素，例如：在纖維素食品中其影響因素為纖維素結(jié)構(gòu)及樣品含水量；骨類食品中影響因素為礦化程度及含水量，結(jié)晶糖類食品中影響因素為樣品結(jié)晶程度[3]。

3 ESR波譜法檢測食品發(fā)展前景

ESR波譜法的存在是為了保證食品的安全，因此其技術(shù)的未來發(fā)展應(yīng)主要圍繞著食品的自由基信號機(jī)理進(jìn)行研究，同時將食品運輸過程當(dāng)中的各項因素進(jìn)行充分的考慮。對其含水量與儲藏時間對波譜信號的影響進(jìn)行分析。在當(dāng)前已知的實驗結(jié)果來看，其在未來食品輻照的檢測中必定有著充足的利用價值及發(fā)展?jié)摿?，因此做好上述工作對食品檢測的發(fā)展有著實際意義[4]。

4 結(jié)語

本文對ESR波譜法的原理及其研究進(jìn)展進(jìn)行了分析，希望通過這樣的方法對其日后在食品檢測方面的應(yīng)用有所幫助。同時，我國當(dāng)前在ESR波譜法的應(yīng)用中還有著很大的進(jìn)步空間，當(dāng)前面臨的主要問題是技術(shù)的不夠成熟及設(shè)備的昂貴，這也是未來需要解決的問題。