UV-IŞINLARI İLE IŞINLANMIŞ GIDALARIN ESR İLE TANINMASI. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kim ya Bölüm ü Samsun-TÜRKtYB

Transkript

1 UV-IŞINLARI İLE IŞINLANMIŞ GIDALARIN ESR İLE TANINMASI Semih a ÇAKIR Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kim ya Bölüm ü Samsun-TÜRKtYB IDENTIFICATION OP UV-IRRADIATED FOODSTUFFS BY ESR SUMMARY In this work 40 kinds o f foodstuffs either exposed to UV-radiation or not have been investigated using ESR technique. The ESR signals, generated following the UV-exposure, whether to be used or not in identification o f the foodstuffs were searched. It is cleary shown that the life-time o f the observed signals is not long enough and the Increase in signal intensities with the irradiation period does not exhibit a stability which may also be affected by the storage conditions. It was concluded that one can not rely on the ESR signals in determination o f the UV-irradiated foodstuffs. ÖZET 40 çeşit gıda UV ışınları ile ışınlamadan önce ve ışınlanarak ESR ile incelenmiş ve ışınlama sonucu oluşan rezonans sinyalleri belirlenerek, bu sinyallerin UV ışınları ile ışınlanm ış gıdaların tanınm asında kullanılıp kullanılam ayacağı araştırılm ıştır. Yapılan çalışmalarda gözlenen sinyallerin öm ürlerinin yeterince uzun olmadığı. ışınlama süresine bağlı olarak sinyal şiddetindeki artışların kararlı olmadığı ve depolama koşullarından etkilendiği belirlenm iştir. Bu tür ESR sinyallerinin ışınlanmış gıdaların tanınmasında kullanılamayacağı sonucuna varılmıştır. GİRİŞ Gıdaların raf ömürlerinin uzatılması amacı ile kullanılan ışınlar (gamma, röntgen, ultraviole, x-ışmîan) enerjilerini gıdanın atom ve moleküllerine aktararak uyarılma ve primer iyonlaşma meydana getirmekte, atomlar arasındaki kimyasal bağlan parçalayarak moleküllerde meydana gelen değişmeler sonucunda serbest radikalleri oluşturmaktadırlar (1). Gıdalarda serbest radikaller ışınlar ile oluştuğu gibi, termoliz ve metal iyon katalizi, enzim katalizi, Öğütme, depolama, oksijen ve hidrojen peroksitlerle etkileşme sonucunda da meydana ~ gelebilir (2). Işınlamayla gıdalarda oluşan radyolitik ürünler ve bunların toksikolojik özellikleri henüz tam olarak incelenmemiştir. Bundan başka gıdanın ışınlanmış olup olmadığının teşhisi ve ışınlama dozunun ölçülmesi için uluslararası kabul görmüş bir yöntem de bulunamamıştır. Işınların gıdalarda yaptığı biyolojik, fiziksel ve kimyasal değişiklikler araştırılarak ışınlanmış gıdanın tanınması için yöntem geliştirilebilir. Hızlı, basit ve duyarlı bir teknik olan Elektron Spin Rezonans (ESR) 407

2 spektroskopisinin ışınlanmış gıdanın incelenmesinde önemli bir yeri vardır. ESR ışınlanmış gıdaların tanınması ve ışınlama dozunun ölçülmesi için yöntem geliştirme çalışmalarında (3-5), gıda bileşenlerine etkisi (6,7), radyolitlk ürünlerin (8) belirlenmesi vb. çalışmalarda kullanılmıştır. UV ışınları ile ışınlanmış gıdalar pek fazla incelenmediğinden, bu çalışmada UV ışınları ile ışınlanmış gıdaların ESR ile tanmabilirliklerinin araştırılması amaçlandı. DENEL BÖLÜM Araştırmada 8 çeşit tahıl ve baklagil {çavdar, arpa, buğday, mısır, yulaf, fasulye, nohut, mercimek), 5 çeşit kuru yemiş (kayısı çekirdeği, fındık, badem, ceviz, kestane), 12 çeşit meyve (erik, karayemiş, malta eriği, kiraz, elma, armut, üzüm, şeftali, çilek, böğürtlen, yaş incir, greyfurt) ve 15 çeşit sebze (domates, salatalık, kereviz, patlıcan, semizotu, soğan, sarmısak, kırmızı turp, pırasa, patates, havuç, maydanoz, beyaz turp, dereotu, yeşil biber) olmak üzere toplam 40 çeşit gıda incelenmiştir. Gıda örnekleri Samsun yöresinde yetiştirilen ve üretildikleri mevsimlere ait taze ürünler olup pazarlardan temin edilmişlerdir. Bu Örneklerin mg. arasında değişen, 2x5 mm boyutundaki küçük parçaları ESR nin 3 mm. çapındaki silindirik kuvartz tüplerine konmuştur. ESR spektrometresinin (Varian EC 109) kavitesine yerleştirilerek 6-31 mw arasındaki dalga güçü, 2-4 gauss'luk modülasyon genliği, 3250 gauss'luk manyetik alanda gauss aralığında taranarak oda sıcaklığında (baklagil, tahıl, kuru yemişler) ve alçak sıcaklıkta ( K, meyve ve sebzeler) UV ışınları ile ışınlanmadan ve ışınlanarak (5-30 dakika) spektrumlan alınmıştır. Işın kaynağı (Conrad Hanovia 1 kw) lambanın kaviteye uzaklığı 1 metredir. İzotropik g faktörünün tayini için DPPH (difenil betapikril hidrazin) örneği (g=2,0036) kullanılmıştır. SONUÇ VE TARTIŞMA Yapılan çalışmaların sonuçlan aşağıda verilen iki bölüm altında değerlendirilerek tartışılmıştır. İşınlanmamış Gıdaların ESR Spektrumlan: incelenen 40 örnekten 26 tanesi UV ışınlarıyla ışınlamadan önceki ESR spektrumlarmda g değeri yaklaşık 2,00 olan tam ortada tek bir sinyal vermişlerdir (Tablo 1). Gıdalarda doğal olarak bulunan bu sinyal başka araştırmacılar tarafından da gözlenmiştir (9,10). Işınlamadan Önce sinyal gözlenmiş olması şaşırtıcı değildir. Bitki dokularında serbest radikal üreten çeşitli bileşiklerin bulunması veya depolama, kesme, ezme vb. nedenlerle serbest radikaller oluşabilmektedir (2). Işınlanmamış patates ve havuç kompleks bir ESR spektrumu vermişlerdir. Örneklerin kompleks birer matris olmaları nedeni ile bu spektrumlardan kesin sonuçlar elde edilememiştir. Gıdaların bazılarında (Tablo 1) paramanyetik geçiş elementlerinden Mn+2 ve Cu+2 ye ait rezonans sinyalleri gözlenmiştir. Diğer örneklerin ESR spektrumlarmda ise belirgin bir rezonans sinyali gözlenememiştir. Işınlanmış (UV) Gıdaların ESR Spektrumlan: Işınlamadan Önce tek sinyal veren 26 çeşit gıda ışınlandığında var olan bu sinyalin (g=2,00) şiddetinin artmasının dışında başka bir sinyal 408

3 Tablo 1. Çeşitli gıdaların ESR analiz sonuçlarının değerlendirilmesi ve ESR parametrelerine ait değerler İşınlanmadan önce Işı nlan dûtt an sonr a Elektron Gıdalar Tek sinyal kopma«, Tek sinyal a sinyali g değeri g değeri M n * O ı* Kükürtlü organik radikal sinyallerinin g değerleri b c d e Dublet Singlet a gauss 6 g Çavdar 2, ,0046 Arpa 2, ,0046 Buğday 2, ,0044 Mısır 2,0045 2,0052 Yulaf 2, ,0049 Fasulye 2,0042 2,0045 Nohut 2,0042 2,0047 Mercimek 2, ,0049 Kayısı çekirdeği 2,0042 2,0046 Fındık 2,0045 2,0045 Badem 2,0044 2,0047 Ceviz 2, ,0042 Kestane 2, ,0043 Erik 2,0048 2,0051 Karayemiş 2,0044 2,0048 Malta eriği 2,0001 2,000 i Kiraz 2,0060 2,0060 Elma 2,0032 2,0035 Armut 2,0028 2,0028 Ö z ü m 2, Şeftali 2,0030 2,0035 Çilek 2, Böğürtlen 2, ,0041 Yaş incir 2, ,0041 Greyfurt - - 1,999 Domates 2,0030 2,0030 Salatalık 2,0035 2,0035 Kereviz - 2,0051 Patlıcan - 2,0044 Semizotu - 2,0050 Soğan 1,999 2,014 2,009 2,004 Sarımsak. 2,012 2,008 2,004 2,024 Kınmız turp - - 2,014 2,008 2,004 2,024 Pırasa _ 1,999 2,012 2,009 2,004 Patates Kom pleks Spckt. 120,0 1,999 2,003 Havuç Kom pleks Spekt 122,0 2,002 2,003 Maydanoz Beyaz turp Dereotu Yeşil biber ~ 122,0 1,999 2İÖ03 409

4 vermişlerdir (Şekil 1). Sinyalin şiddeti ışınlama süresine bağlı olarak artmaktadır. I 3250 Şekil 1. Çavdar (A) ve eriğin (B) ışınlamadan önce (...) ve ışınlandıktan sonra alınan ESR spektrumîan. Bunun nedeni UV ışınlarının bu örneklerde doğal olarak bulunan radikallere benzer radikaller oluşturduğu şeklinde açıklanabilir. Sinyal şiddetindeki artışlar kararlı olamadığı gibi ışınlamanın kesilmesi ile de kısa zamanda eski sinyal şiddetine inmektedir. Değişik şartlarda depolam da sinyal şiddetinde etkili olmaktadır. Işınlanmış gıdanın tanınmasında bu tür ESR sinyallerinin kullanılamayacağı sonucuna varılmıştır. Işınlanmış kereviz, patlıcan ve semizotu için elde edilen sinyal (g=2,00) ışınlama kesildikten sonra 1 saat içinde yok olmaktadır. ESR spektrumîan Şekil 2*de verilen gıdalarda UV ışmlannm olmuşturduğu a, b, c, d ve e sinyallerinde radikaller rastgele yönlendiklerinden ayrılma çok az olmuştur ve sinyaller kolaylıkla gözlenememektedir. Dublet ve singlet sinyalleri (Şekil 3) veren gıdaların (Tablo 1) tanınmasında da bu sinyallerin yararlı olamayacağı ortaya konmuştur. 410

5 Şekil 2. Pırasa (A), soğan (B), sarımsak (C) ve kırımızı turpun (D) UV ışmlain İle ışınlanarak alman ESR spektrumlan. Şekil 3. Işınlanmış patates (A3 ve havucun (B) ESR spektrumlan 411

6 Sonuç olarak ESR spektroskopisinin ışınlanmış gıdaların tanınmasında rutin analiz yöntemi olarak kullanılabilmesi için ışınlanmamış ve ışınlanmış gıdaların spektrumları arasındaki fark belirgin olmalı ve kolaylıkla gözlenebilmeli, ESR sinyali numune oıj inine ve cinsine bağlı olmamalı, sinyal şiddeti ışınlanmayla artmalı ve artış kararlı olmalı, sinyalin ömrü yeterince uzun (en az bir kaç gün) olmalı ve her türlü depolama koşulundan etkilenmemelidir. Bu tür çalışmalarımız gıdaların değişik kısımlarını (çekirdeği, sapı, derisi vb.) ve başka gıdaların da incelenmesi ile devam edecektir. KAYNAKLAR 1. LA. Taub, "Free radical reactions in food", J. Chem. Educ., 61 (1984) H. Delincee and D.A.E. Ehiermann, "Recent advences in the identification of irradiated food", Radiat. Phys. Chem., 34 (1989) M.F.Desrosiers and W.L. McLaughlin, "Examination of gamma-irradiated fruits and vegetables by electron spin resonance spectroscopy", Radiat. Phys. Chem., 34 (1989) M.F. Desrosiers and M.G. Simic, "Postirradiation dosimetry of meat by electron spin resonance spectroscopy of bones", J. Agric. Food Chem., 36 (1988) 601^ N.J.F. Dood, J.S. Lea and A.J. Swallow, "ESR detection of irradiated food", Nature, 334 (1988) M. Groolveld and R. Jain, "Methods for the detection of irradiated foodstuffs: Aromatic hydroxylation and degradation of polyunsaturated fatty acids", Radiat. Phys. Chem., 34 (1989) R. Gray and M.H. Stevenson, "Detection of irradiated deboned turkey meat using electron spin resonance spectroscopy", Radiat. Phys. Chem., 34 (1989) M.G, Simic, M. Dizdaroglu and E. DeGraff, "Radiation Chemistry extravaganza or an integral compenent of radiation processing of food", Radiat. Phys. Chem., 22 (1983) M.F. Desrosiers, W.L. Me Laughlin, "Examination of gamma-irradiated fruits and vegetables by electron spin resonance spectroscopy", Radiat Phys. Chem., 34 (1989) J.J. Raffi and J.P.L. Agnel, "Electron spin resononce identification of irradiated fruits", Radiat. Phys. Chem., 34 (1989)