|
Научные достижения химического факультета
14.03.2023
Сильно облученный картофель светится хуже,
выяснили ученые МГУ
Коллектив кафедры аналитической
химии и учёных физического факультета МГУ разработал систему, позволяющую
быстро оценить, какой дозой облучались продукты питания растительного
происхождения. Способ позволяет без дорогостоящего оборудования определять,
подвергался ли продукт облучению. Результаты работы опубликованы в Food Chemistry.
Подавляющее большинство пищевых
продуктов сегодня подвергается облучению: это позволяет продлить их срок
годности, товарный вид и избавиться от патогенных микроорганизмов. В
зависимости от типа продукта существует диапазон доз облучения, необходимых для
обеззараживания. Так, крупы и семена требуют малой интенсивности облучения –
сотые доли килогрея, а вот специи обрабатывают до 10 килогрей. Однако зачастую
необходимо проверять, не облучали ли продукт ранее. Это строго необходимо,
поскольку повторное облучение может испортить товар, а также нести
потенциальный вред человеку из-за превышения допустимых Всемирной организацией
здравоохранения норм.
Последствия облучения
определяют с помощью различных спектроскопических методов. При этом часто
получают так называемые "отпечатки пальцев", различающиеся при поглощении
образцом разного количества радиации. Среди простых и удобных
спектроскопических методов внимание привлекают методы флуоресцентной
спектроскопии. Их можно разделить на два типа: в первом регистрируется
флуоресценция самого образца, во втором – в образец вводятся дополнительные
хромофоры.
Химики и физики МГУ предложили
новый способ детектировать облучение растительной пищи. "У нас есть
необлучённый, облучённый и очень сильно облучённый образец. На вид они
одинаковые. Но с помощью придуманной нами методики можно их различить", --
сообщила соавтор работы, студент НИИЯФ МГУ Яна Зубрицкая.
"Идея у нас следующая: различные
дозы облучения приводят к разным скоростям реакции окисления красителя. В
результате интенсивность окраски раствора красителя и его флуоресценция в
случае образца с высокой дозой облучения будет ниже, чем в случае образца с
меньшей дозой", -- поясняет соавтор статьи Евгений Скоробогатов,
аспирант химического факультета МГУ.
В качестве модели исследователи
взяли обыкновенный картофель, который обычно облучают, чтобы не прорастал при
длительном хранении. В качестве индикатора – карбоциановые красители. Учёные
использовали две схемы: в первом случае окраска менялась из-за
окислительно-восстановительной реакции, катализируемой ионами меди, во втором –
из-за агрегации красителя с компонентами раствора. Цвет экстракта авторы фиксировали
в оптическом диапазоне с помощью камеры смартфона и в ближней ИК-области.
Из фотоснимков были получены
интенсивности поглощения образцов при определённой длине волны, а полученные
данные обработаны методом главных компонент и с помощью линейного
дискриминантного анализа. В результате удалось добиться различения образцов при
облучении их различными дозами вне зависимости от состава конкретного образца.
На базе предложенной технологии можно разработать простую тест-систему,
способную быстро определять дозу радиации, полученную тем или иным продуктом.
Любая методика "отпечатков
пальцев" предполагает наличие большой базы результатов по образцам, с которой
можно сравнить сигнал от анализируемой пробы, поэтому учёные предоставили
обучающейся программе большое количество данных о флуоресценции тканей из
картофеля, получившего предварительно разную фиксированную дозу радиации.
"Наша методика решает проблему
того, что облучение сильно меняет химический состав исследуемого образца, поэтому
обнаружить факт облучения и поглощенную дозу, анализируя состав, очень сложно,
долго и дорого – говорят авторы работы. – Об этом можно говорить смело, так как
такие попытки уже делались. Мы же свели всю процедуру к относительно дешёвым
анализам и реагентам с последующей статистической обработкой данных, что
позволит выиграть в производительности и стоимости анализа".
С публикацией можно ознакомиться по ссылке:
Anna V. Shik, Evgenii V.
Skorobogatov, Ulyana A. Bliznyuk, Alexander P. Chernyaev, Valentina M.
Avdyukhina, Polina Yu. Borschegovskaya, Sergey A. Zolotov, Maksim O. Baytler,
Irina A. Doroshenko, Tatyana A. Podrugina, Mikhail K. Beklemishev
Estimation
of doses absorbed by potato tubers under electron beam or X-ray irradiation
using an optical fingerprinting strategy
Food Chemistry, Volume 414,
2023, article number 135668
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.135668
Истина:
https://istina.msu.ru/profile/ShikAV/
https://istina.msu.ru/profile/SkorobogatovEV/
https://istina.msu.ru/profile/Zubr_Yana/
Работа была поддержана грантами
Российского научного фонда (проекты №№ 20-13-00330 и 22-63-00075).
| 
