热释光辐照食品检测介绍.pdf
辐照食品的热释光检测 第一章 辐照食品检测简介 11 辐照食品及辐照装置 辐照食品，即用辐照源照射过的食品。通过辐照食品进行灭菌或杀虫，它是继食品罐装加热、冷冻保藏等技术之后的又一种食品保鲜加工新技术，经辐照后的食品具有可保持原有的风味，节能、可杀死食品中心部位的病原性细菌、无药物残留等特点，可在常温或冷藏条件下保存，降低了贮藏费用。辐照处理不仅延长了食品的货架期，减少了贮藏损失，而且可提高产品的卫生档次和附加价值，不仅会产生良好的经济效益，同时可以提高食品的卫生质量，可大大减少和避免食源性疾病的发生。由于辐照食品的诸多优点，辐照食品在市场上日益增多，图 1.1 是 IAEA 的统计数据。图 1.1 辐照食品近几年的增长 目前 40 多个国家允许产生 60 多种辐照食物，大约每年生产 50 万顿辐照食品。根据相关规定辐照食品必须贴辐照标志，如图 1.2 所示。图 1.2 辐照食品标志 但是根据调查，很多辐照食品并没有贴这种标志，因此监测食品是否经过辐照处理变得非常重要。常用射线，高能电子束，或者 X 射线做辐照源。图 1.3为食品辐照装置图。图 1.3 食品辐照装置 12 热释光检测原理 由于许多食物中都含有硅酸盐，并且可以通过一定的方法提取出来。在食品受辐照的过程中，硅酸盐物质储存了一定的能量。当再次加热时，储存的能量以发光的形式释放，可通过光电倍增管来探测，并以发光曲线的形式来记录。发光的强弱取决于受到的照射量的多少。首先测得硅酸盐物质的发光曲线，记做发光曲线 1。然后用已知剂量的源（1kGy）再次照射，然后再次读出发光曲线，记做发光曲线 2。发光曲线 2 至少是测量阈值下限的 10 倍。发光曲线 1 和 2 的比值称之为归一化值。并通过这个值来判断测量的物质是否受过辐照。一般地，受过辐照的话这个值会大于 0.5,未经过辐照的话，这个值小于 0.1。13 几种辐照食品监测办法介绍及对比 除了热释光（TL）测量外，还有光致发光法（Photo Stimulated Luminescence）,电子自旋共振（Electron Spin Resonance）,基因碎片电泳法（DNA Comet Assay）,气相色谱分析（Gas Chromatography）等等，如表 1.1 所示。各种方法各有优缺点，见表 1.2。其中热释光法是经过各方面肯定的，最常见的办法，可以用于多种食物的检测，如草药，香料，水果，蔬菜，谷类，甲壳类等等。表 1.1 各种辐照食品检测方法的应用范围及标准 第三章 附录 第二章 热释光检测辐照食品 2.1 热释光监测原理 图 2.1 是热释光法检测的流程图 图 2.1 热释光检测食品流程图 图 2.2 热释光食品辐照检测流程图 2 2.2 样品准备 样品准备需要在化学实验室中进行，需要基本的化学药品和化学仪器。还需要的特殊仪器有热释光读数器和辐照源。第三章 附录 2.2.1 所需药品与仪器 1 化学药品 蒸馏水或去掉带电离子的水，密度为 2g.ml-1的聚乙烯溶液，1 M HCL，1 M NH4OH，丙酮，硅树脂喷雾或羧甲基纤维素（体积比0.2%），甲醇或乙醇。2 仪器 1000ml 的烧杯，过滤网（250m），巴斯德吸管，离心机玻璃管（15ml,50ml）,涡流振荡器，转速至少 1000g 的离心机，超声波浴室，不锈钢圆盘（直径0.96-0.97cm,厚 0.5mm）,实验室烤炉（50 度）。图 2.2 到图 2.6 为用到的几种仪器的实物图。图 2.2 离心机 图 2.3 离心机 图 2.4 超声波浴室 图 2.5 涡流振荡器 图 2.6 过滤网 图 2.7 退火炉和低温烘箱 第三章 附录 2.2.2 样品制备 总的来说,样品制造可以分为两个部分。一是从食物中解析出硅酸盐矿物质，二是把解析出的矿物质固定到不锈钢圆盘上。从食物中解析出硅酸盐矿物质可以进一步分为两部分。一是预收集矿物质，二是提纯。脱水的食物的处理，1，使用 50g 脱水样品，切碎后放入 1000ml 的烧杯中，再加 700ml 的水。2，超声浴 15 分钟，以通过振荡分离附着的矿物质。3，静置几分钟后，用过滤网取出漂浮物。4，静置 15 分钟。5，去掉大部分的水和悬浮物。把剩余的倒入小容器中。如有必要，可以继续加水，重复上述操作。6，用巴式吸管把溶液分装入50ml 的离心机玻璃管中。以1000g 的转速转 1分钟后，静置 5 分钟。7，倒出水，留下沉淀的矿物质。如果食物为粉末状，可以直接加入分解溶液进行操作。提纯：1，加 1015ml 的聚乙烯钠溶液，混合均匀后放入超声波浴室3 分钟。2，放入离心机，以 1000g 的转速转 2 分钟。硅酸盐矿物质将沉淀，而其他物质将漂浮于液体表面。3，加水以方便倒出漂浮的物质。为了取出全部漂浮物质，可以多次进行上述操作。有必要的话，可清洗管壁。4，提出聚乙烯钠溶液，提出的溶液可以提纯后再使用。5，加水清洗剩余的矿物质，以导出剩余的钨酸盐。可以继续使用离心机。6，为了提出矿物质中的碳酸盐，加入 12ml 的盐酸溶液，搅动，在黑暗中静置 10 分钟。7，加入氢氧化氨溶液，以中和酸。加入水，静置或者再次使用离心机。最后用水清洗两次矿物质。8，为去掉剩余的水，加入 3ml 丙酮并搅动。如果丙酮变得浑浊，需倒出，加入新的丙酮。直到丙酮不再变浑浊。第三章 附录 注意事项：1，为了保证样品的纯度和质量，可以使用显微镜来监测。2，取出的样品应该储存于暗处，尽量避光。3，最少需要 0.2mg 的矿物质。为了避免光电倍增管的饱和，矿物质最多不得超过 3mg。4，所有使用仪器需要清洗干净，并在无尘环境下保存。把解析出的矿物质固定到不锈钢圆盘上：1，为了保证不锈钢圆盘的绝对清洁。首先要用水清洗干净，然后超声浴，再用丙酮清洗两次，在烤炉中烘干后储存在无尘环境中。2，称空圆盘的重量。3，用巴式吸管吸取丙酮矿物质混合液到清洗过的圆盘上。矿物质可以立即下沉。丙酮可在转移过程中挥发。4，把圆盘放入 50 度的烤箱中，并放置一晚上。5，再次称圆盘重量，计算矿物质的重量。6，为了固定矿物质，可加硅树脂喷雾或羧甲基纤维素（0.2%）。7，再次把圆盘放入烤箱中。2.2.3 样品制备流程图 1、提取矿物质 初步提取出的是混合液，混合液中各种物质的分布情况如图2.7 所示。图 2.7 混合液中各种物质的分布情况 水 食物渣 分解溶液 矿物质 第三章 附录 颗粒状样品 粉末状样品 样品：50100g 水：200500ml 烧杯：750ml 样品：25g 分解液：15ml 离心机玻璃管：50ml 混合均匀，超声浴 15min 滤网：250m 烧杯：1000ml 滤渣 装入 50ml 的离心机玻璃管 装入 15ml 的离心机玻璃加 5ml 聚乙烯钠或碳酸钾，或碘化钾溶液 矿物质 混合均匀 5 分钟的超声速振荡 以 1000g 的转速转动 2 分钟 沉淀物转入 15ml 的试管中 以 1000g 的转速转动 2 分钟 取走悬浮物 加5 10ml 分解溶液 加 2ml 蒸馏水冲洗管壁 取走漂浮物和分解溶液 以 1000g 的转速转动 2 分钟 倒出水和悬浮物 放置 15min，倒出水和悬浮物 以 1000g 的转速转动 2 分钟 倒出水和悬浮物 以 1000g 的转速转动 2 分钟 倒出水和悬浮物 第三章 附录 2、清洗矿物质 第三章 附录 矿物质 加 2-5ml 的分解溶液 以 1000g 的转速转动 2 分钟 取走悬浮物 加 10ml 蒸馏水 以 1000g 的转速转动 2 分钟 取走悬浮物 以 1000g 的转速转动 2 分钟 取走悬浮物 加 2ml 1M HCL 混合均匀 放置 15min 加 2ml 1M NH4OH 加水到 10ml PH 试纸 以 1000g 的转速转动 2 分钟 取走悬浮物和水 矿物质 第三章 附录 3、去除矿物质中的水分 4、提取矿物质 2.2.4 热释光辐照食品检测系统所需成套设备 1.热释光读数器 （加热温度至 600）2.退火炉带烘箱功能 3.X 射线辐照器 4.离心机 5.制样设备（包括超声波浴锅、化学试剂、过滤器等）矿物质 加 3-5ml 的丙酮 以 1000g 的转速转动 2 分钟 取走丙酮 加 3-5ml 的丙酮 以 1000g 的转速转动 2 分钟 直到丙酮不再混浊 放入无尘环境中 矿物质 矿物质 放入 50 度烤炉中，并放置一夜 样品
