基于ESR技術建立農產品輻照檢測方法的研究.pdf

1、近年來，輻照技術在食品行業(yè)的應用越來越廣泛，輻照食品特別是農產品國際貿易不斷發(fā)展和擴大。輻照食品已涉及到人們生活的各個方面，國際上同時也把輻照技術作為國際貿易壁壘的重要手段。輻照食品的大量出現(xiàn)伴隨而來的是一系列與食品衛(wèi)生安全性相關的問題，并引起了消費者的關注和政府部門的重視。
　　 本文以油脂農產品（黃豆，花生，黑芝麻）為研究對象，采用電子自旋共振波譜(ESR)分析技術，通過檢測從0.3到11.5 kGy不同梯度下的輻照劑量的E

2、SR波譜特征，揭示同類食品不同劑量與ESR波譜強度的對映關系和不同的樣品在同一劑量下ESR波譜線的特征異同。通過對輻照食品的ESR信號強度的影響因素分析，對樣品輻照在不同儲藏溫度，儲藏時間，以及自由基信號與熱力學特性變化，揭示輻照劑量與ESR信號強度之間的關系，以及信號影響因素進行探究。本研究首次對輻照對含油脂的農產品產生的自由基的類型進行探究，并對自由基的熱力學和衰減動力學進行了分析，并且對實驗檢測的儀器參數和性能方面進行優(yōu)化和調試，

3、為輻照食品的原始劑量的估計和輻照過程產生自由基的類型的預測以及儲存期的各種影響因素提供了理論依據。論文的主要研究內容和結論如下:
　　 對儀器的設置參數的調試和優(yōu)化。ESR波譜儀的調試主要是儀器工作參數的選擇，優(yōu)化信噪比，提高分辨率和提高靈敏度，它主要包括微波頻率、微波功率、磁場設置、調制幅度和頻率以及掃描時間，通過不同儀器相作參數的選擇對波譜儀的靈敏度、分辨率和穩(wěn)定性確定和分析，達到樣品圖譜的最優(yōu)化。
　　 對輻照劑量

4、為0.3～11.5 kGy的三種含油脂農產品ESR檢測，將樣品通過粉碎機打成粉末過20目篩子，將粉末樣品裝入自封袋，常溫下進行輻照，通過ESR檢測圖譜可以觀察到不同樣品所產生的自由基種類和數量各不相同，0.5kGy劑量輻照處理，常溫(293 K)的條件下儲存6個月仍然能夠檢測到ESR信號。三種含油脂農產品（黃豆，花生，黑芝麻）的ESR信號強度隨吸收劑量的增加而增加，在一定劑量范圍內呈線性關系，并具有較好的線性擬合。將輻照后的樣品分別置于

5、常溫(293 K)，冷藏(278 K)和冷凍(258 K)三種溫度下儲藏5后天進行檢測樣品的ESR信號。從三種不同儲藏溫度的三個ESR圖譜可以看出，冷藏溫度的自由基ESR信號強度處在常溫和冷凍溫度之間，冷凍溫度相對有利于樣品信號保存，輻照劑量越大，不同樣品的ESR信號強度差異越明顯。這主要是由于，輻照劑量越大，自由基本底濃度越高，低溫有利于自由基數量的保存。實驗選取的三種樣品的主要成分是由不飽和脂肪酸的碳鏈斷裂產生的與中心碳原子α或β連

6、接的有機自由基。
　　 通過改變微波功率可以看到黃豆樣品ESR圖譜由單峰，三重峰疊加在一起，g因子為2.005是碳原子中的未成對電子的自旋所產生的。由于不同峰的電子弛豫時間不同，飽和性能也不同，所以通過改變微波功率可以將一個完整的ESR的吸收曲線的進行分解。
　　 三種樣品中，黃豆樣品的ESR圖譜有明顯的六重峰，所以對其中的對應的金屬錳離子進行熱力學分析。將輻照后的黃豆樣品室溫(本部分實驗中室溫均為293 K)儲藏，在不

7、同溫度下來研究自由基信號和錳離子信號的動力學特征。選取輻照劑量10 kGy（1day后）的黃豆樣品先預處理加熱到313，323，343，363，373 K和383 K，保持一定的時間為3，6，10，15，25，40，60，90分鐘后降到室溫來ESR采集譜線，分別測量Mn2+和自由基的ESR信號強度。為了研究溫度的變化對黃豆樣品的影響，選取未經過輻照的空白樣品，進行相同的處理。從退火實驗可以看出，溫度越高，自由基信號越不穩(wěn)定。原因可能是輻

8、照時產生自由基的主要來源，最初低溫的加熱，水分不斷減少，表皮的破壞使自由基數量減少。并且退火溫度越高，自由基的信號衰減越明顯。當溫度上升到323 K的時候，大豆樣品的不飽和脂肪酸開始出現(xiàn)了鏈的斷裂產生新的有機自由基，溫度升高的時候，錳連接的蛋白質中的氮和氧原子的數量變化將Mn2+逐漸氧化成+3或者更高價態(tài)。
　　 樣品輻照后置于293 K下儲藏，儲藏期的時間設置為1、5、10、15、20、25、30、40、60、90、120、1