Işınlanmış Baharat ve Otların Tespitinde CW OSL Tekniğinin Kullanılması ESR Metodu ile Karşılaştırma

Transkript

1 Işınlanmış Baharat ve Otların Tespitinde CW OSL Tekniğinin Kullanılması ESR Metodu ile Karşılaştırma TAEK-SANAEM TEKNOLOJİ BÖLÜMÜ TALAT AYDIN EKİM GIDA KONGRESİ-EDİRNE

2 ÖZET BİLGİ Bu çalışmada ışınlanmış bazı Türk baharat ve şifalı otların ışınlanıp ışınlanmadıklarının tespiti Optik Uyarmalı Lüminesans (OSL) ve Elektron Spin Rezonans (ESR) teknikleri kullanılarak araştırıldı. Işınlanmamış ve 0-10 kgy aralığında farklı gama radyasyon dozlarında ışınlanan baharat ve otlar için ESR ve OSL cevaplarına bakıldı. Işınlanmamış (kontrol) baharat ve otlar, spektroskopik yarılma çarpanı g =1, , ±0,0005 olan tek çizgili bir ESR spektrumu gösterdi. Işınlanmış örnekler ise merkezi sinyalden (± 3 mt) eşit aralıklı ve radyasyon etkisi ile oluşan selüloz radikalleri (g = 2, ve g = 1,983006) gözlendi. Işınlama etkisiyle ESR spektrum parametrelerinde herhangi bir değişiklik oluşmamış, sadece ESR ve OSL sinyal şiddetlerinde önemli bir artış gözlenmiştir. OSL yöntemi, damıtılmış su ile yıkanıp naylon elek kullanılarak eleme işlemi yapılan veya EN 1788 (2001) standardına göre silikat mineralleri toplanan ışınlanmış baharat ve otların tespitinde başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. 5 kgy dozda ışınlanan baharat ve otlar için ESR ve OSL sinyal şiddetinin zamana bağlı değişimi yaklaşık 90 günlük bir depolama süresince incelenmiştir. 90 günlük bekletme süresi sonunda bile OSL sinyallerinin şiddetleri, ışınlanmamış örneklerin sinyal şiddetlerinden fazla ölçülmesi, ışınlanmış ve kontrol numuneleri arasında ayrım yapmamızı mümkün kılmaktadır. OSL tekniği ışınlanmış baharat ve otların belirlenmesi için ESR ve OSL tekniklerine alternatif bir yöntem olabilir. 2

3 IŞINLAMA İŞLEMİ 1- Gıda ürünlerindeki mikroorganizma sayısı azalmakta, 2- Mikroorganizmalar ve parazitler imha olmakta, 3- Bitkisel ürünlerde filizlenme ve böceklenme önlenmekte, 4- Olgunlaşma geciktirilmekte, 5- Gıdaların raf ömürleri uzatılmaktadır. Işınlamada iyonlaştırıcı radyasyon enerjisi kullanılır. Gama ışınları (Co MeV ve Cs MeV), X-ışınları ( MeV) ve hızlandırılmış elektronların (3-10 MeV) ürünlere uygulanmasıyla gerçekleşir. Ürünler ambalajlı, kutularda veya paletler üzerinde ışınlanır. Işınlanan malzeme radyoaktif hale gelmez ve malzemede kalıntı oluşmaz.

4 EB ışınlama Tesisi 4

5 Co-60 Gama Işınlama Kaynağı (Doz Hızı: 39 Gy/h, 442 Gy/h, 1862 Gy/h, Tem-Agust 2016 tarihli) 5

6 Işınlanmış Gıdaların Deteksiyonu Neden Gereklidir? WHO, FAO ve IAEA gibi uluslararası örgütlerin önderliğinde yapılan gıda ışınlama çalışmalarında 10 kgy lik doz değerine kadar olan ışınlamalarda, gıdaların besin değerlerini yitirmediği ve kullanım için risk oluşturmadıkları saptanmıştır. Pratikliği, yüksek girginliği, ucuzluğu, çok düşük sıcaklık artışı yaratması vb. nedenlerden dolayı gıdaların radyasyonla sterilizasyonu dünyada ve ülkemizdeki gıda sektörlerinde gittikçe artan bir biçimde kullanılmasıyla gıda örneklerinin ışınlanıp ışınlanmadıklarının ve ışınlanmış iseler uluslararası kurumların belirlemiş oldukları doz limitlerine uyulup uyulmadığının tespiti büyük önem taşımaktadır. Işınlanmış gıdaların deteksiyonu ile gıda ışınlanmış veya ışınlanmamış olarak etiketlenebilecek ve doğru bir etiketleme tüketiciye ışınlanmış veya ışınlanmamış ürün seçme hakkını sağlayabilecektir. 6

7 Isınlanmış Gıdaların Tespitinde Kullanılan Fiziksel Deteksiyon Yöntemleri EN 1786 Kemik İçeren Işınlanmış Gıdaların ESR Spektroskopisi ile Belirlenmesi EN 1787 Selüloz İçeren Işınlanmış Gıdaların ESR Spektroskopisi ile Belirlenmesi EN Kristal Şeker İçeren Işınlanmış Gıdaların ESR Spektroskopisi ile Belirlenmesi EN 1788 Silikat Minerallerinin İzole Edilebildiği Gıdalarda Işınlamanın Termolüminesans Yöntemi ile Belirlenmesi EN Foton Uyarmalı Lüminesans (PSL) Kullanarak Belirlenmesi- Tarama Metodu Işınlanmış Gıdaların 7

8 Isınlanmış Gıdaların Tesbitinde Kullanılan Deteksiyon Yöntemleri Biyolojik Yöntemler; EN Gıda Maddeleri- Direct Epiflöresans Filter Technique/Aerobic Plate Count Yöntemini (DEFT/APC) kullanarak Işınlanmış Gıdaların Belirlenmesi- Tarama Metodu EN Gıda Maddeleri- Işınlanmış Gıdaların Belirlenmesi İçin DNA Comet Assay- Tarama Metodu EN 14569:2004 Gıda Maddeleri- Limulus Amoboecyte Lysate (LAL)/Gram Negatif Bakteri (GNB) Mikrobiyolojik Tarama Yöntemi Kullanılarak Işınlanmış Gıdaların Belirlenmesi Kimyasal Yöntemler; EN 1784 Gıda Maddeleri- Yağ İçeren Işınlanmış Gıdaların Saptanması, Hidrokarbonların Gaz Kromatografik Analizi EN 1785 Gıda Maddeleri- Yağ İçeren Işınlanmış Gıdaların Saptanması, 2- Alkilsiklobütanonların Gaz Kromatografik/ Mass Spektroskopik Analizi 8

9 Termolüminesans (TL) Tekniği Yalıtkan kristaller radyasyonla ışınlandıktan sonra ısıtıldıklarında elde edilen lüminesans ışımaları ısıtma sıcaklığının fonksiyonu olarak ölçülür. Numunenin ısıtılması ile elektronlar veya holler daha alt enerji durumlarına dönerler. Isıtmanın miktarına göre enerji seviyeleri arasındaki geçişler değişir. Bu enerji durumları arasındaki enerji farkı kadar enerjiye sahip ışık fotonu yayınlanır. TL ŞİDDETİ (k.b.) SICAKLIK ( o C) Isıtma sıcaklığının fonksiyonu olarak ölçülen ışıma eğrilerine TL ışıma eğrileri (glow-curve) denir. Yayınlanan ışık şiddetinin ölçülmesi ile katının soğurmuş olduğu radyasyon miktarı ölçülür. 9

10 TS EN 1788:2001 Silikat Minerallerinin Ayrılabildiği Gıdalarda Işınlanmanın Belirlenmesi-Termolüminesans Yöntemi Bu yöntemde teşhis için gıdanın kendisi değil gıda üzerine yapışmış inorganik toz örnekleri (kuvars, feldspat, kalsit ve diğer toprak minerallerinin karışımı) incelenir. TL tekniği ile ölçüm yapmaya imkan verebilecek kadar toz örnek toplayabilmek için en az 1 kg lık aromatik bitki numunesine ihtiyaç duyulur. Örnek hazırlamak için bir dizi fiziksel ve kimyasal işlem uygulanır. Uygulanan numuneler: Baharatlar ve şifalı otlar kalsit içeren bazı kabuklu deniz ürünleri Analiz için gelen her gıda örneğinden TL tekniği ile ölçüm yapmaya imkan verebilecek miktarda inorganik toz örnek toplanamaması ve örnek hazırlama işleminin uzun sürmesi yöntemin bir dezavantajı olmasına rağmen, ışınlanmanın belirlenmesinde en güvenilir yöntemdir. 10

11 TL/OSL OKUYUCU HARSHAW 3500 TLD READER RISO TL/OSL-DA 20 OKUYUCUSU (IR ve Blue Light, Sr-90/Y-90) 11

12 TL ve OSL mekanizması 12

13 Işıma Şiddeti TL/OSL CİHAZI 1. evre 2. evre TL/OSL okuyucu Işıma Eğrisi (glow-curve) tuzak Lüminesans merkezi Sıcaklık ( C) 13

14 TL/OSL Okuyucusunun Beta Işınlama Kaynağı ve Isıtma Sistemine Ait Özellikler Photomultiplier tube Irradiator PMT Detection filter 90 Sr/ 90 Y Blue LEDs IR LEDs Emission filter Beryllium window Quartz window Sample Heater plate Sample carrousel 14

15 TL tekniğiyle analizi yapılan örnekler Kırmızı toz biber Kuru nane Çörek otu Kimyon Kekik Karabiber Kırmızı pul biber Kestane Ceviz Fındık Fıstık Şifalı otlar Çaylar Karides Badem Yumurta 15

16 TL ÖLÇÜMLERİ İÇİN SİLİKAT MİNERALLERİNİN HAZIRLAMASI Yaklaşık 1kg Gıda numunesi ultrasonik banyoda bekletildi Islak eleme yöntemi ile basınçlı su kullanılarak 250 mm elekle elendi. Elenen örnek 100ml lik beherlere toplandı. Beherin üstündeki örnek-su karışımı döküldü. Beherin dibine çöken silikat mineralleri petri kabına alındı ve Etüvde 50 o C de kurutuldu. Mineral çeşidini belirlemek için kurutulan 3 mg lık numunenin XRD sine bakıldı. Kabın dibine çöken minerallerin bir kısmı 15 ml lik 16 adet santrifüj tüpüne kondu. Numune içerisindeki organiklerden kurtulmak için 5ml (yoğunluğu 2g/ml) sodyum politungustat (SPT) çözeltisi eklendi. SPT içerisindeki numune 1000g de 3 dakika santrifüjlendi. Numune sonra 2 kez saf su ile yıkanarak SPT kalıntısı uzaklaştırıldı. Numune içerisindeki karbonatlardan kurtulmak için 2ml (konsantrasyonu 1 Molar) HCL içerisinde 10 dk bekletildi. HCL yi nötralize etmek için numune üzerine 2ml Amonyum hidroksit eklendi. Sonra, 3 kez saf su ile santrifüjlenerek yıkandı. Tüpün dibinde kalan silikat minerallerine 5 ml aseton eklenip santrifüjlendi. Silikat mineralleri santrifüj tüplerinden asetonla birlikte petri kabına alındı. TL ölçüm diskleri ve numuneler etüvde 50 o C de 1 gece kurutuldu. Numuneler (5 mg) disklere TL ölçümleri için konuldu. 16

17 IHLAMUR VE DEFNE İÇİN XRD SPEKTRUMU ŞİDDET (k.b) DEFNE YAPRAĞI İÇİN XRD SPEKTRUMU TETA (derece) 17

18 TL TEKNİĞİ KULLANILARAK YAPILAN ANALİZLER TL şiddet(a.u) Işınlanmamış örnekler ya TL piki vermez veya verse bile 300 derece üzerinde TL verir. 300 derecedeki bu pik tabii radyasyonla oluşan piktir. Işınlanmış örnekler için TL pikleri derece arasında çıktığında zamanla ortam sıcaklığında sönüm ihtimalleri zayıftır. Bu nedenle numunenin ışınlanıp ışınlanmadığı belirlenebilir. Minerallerin türüne ve bağıl miktarlarına göre TL ışıma eğrilerinin biçimi değişiklik gösterebilir Sıcaklık( ) Boş TL kabının TL ışıma eğrisi TL ile teşhiste iki yol vardır: derece sıcaklık aralığında Işıma eğrisinin olup olmadığına bakılır. TL1/TL2 oranı 0,5 den büyükse ışınlanmış 0,1 den küçükse ışınlanmamıştır. (TL1 doğal ışıma eğrisi, TL2 ilave 1 kgy dozda ışınlama ile elde edilen normalizasyon ışıma eğrisi) 18

19 TL TEKNİĞİ KULLANILARAK YAPILAN ANALİZLER (DEFNE) TL ŞİDDETİ (k.b) SICAKLIK ( o C) TL ŞİDDETİ (k.b) SICAKLIK ( o C) Defne numunesinden çıkarılan silikat minerallerinin ışıma eğrisi (TL1) Defne numunesinden çıkarılan silikat minerallerinin 1 kgy gama dozundan sonraki ışıma eğrisi (TL2) Defne numunesi için ışıma eğrilerinin altında kalan alanlar o C aralığında inteğre edilerek TL1/TL2 oranı 0.05 olarak belirlendi. 19

20 TL TEKNİĞİ KULLANILARAK YAPILAN ANALİZLER (DEFNE) TL ŞİDDETİ (k.b) SICAKLIK ( o C) 5 kgy ışınlanmış Defne numunesinden çıkarılan silikat minerallerinin ışıma eğrisi (TL1) 5 kgy ışınlanmış Defne numunesi için ışıma eğrilerinin altında kalan alanlar o C aralığında inteğre edilerek TL1/TL2 oranı 3 olarak belirlendi. 20

21 ESR TEKNİĞİ ESR spektroskopisi ile, gıda örneklerinde ışınlama sonucu oluşan serbest radikaller incelenir. Doğru bir teşhis için oluşan bu radikallerin ortam sıcaklığında kararlı olması gerekir. ESR tekniği ile teşhiste, radikallerin kararlılığı için gıdaların kuru ve sert kısımları kullanılır. ESR tekniği ile teşhis gıdanın doğasına bağlıdır. ESR qualitative (nitel) bir ölçüm tekniğidir. Bu teknik tahribatsız ölçüme imkan verir, incelenen malzemelere hasar verilmez. Aynı örnekle birden fazla ölçüm yapılabilmektedir yani, okuma tekrarlanabilirliği iyi. Ölçüm için gerekli örnek miktarı azdır (m: mg). Ölçüm işlemi kısa sürede tamamlanabilmektedir. Ölçüm için herhangi bir özel aparatlara gereksinim yoktur. Çok geniş bir gıda profilini teşhis etmekte kullanılır (şeker, selüloz ve kemik içeren gıdalar). Yüksek okuma duyarlılığı (2x10 11 spin/mt) 21

22 ESR Ölçüm Sistemi ESR ile radikal türleri ve yapıları belirlenebilmekte, Işınlama ile gıda içerisinde oluşan serbest kökçelerin, özellikle sert doku içeren gıdalarda, uzun süre varlıklarını koruyarak teşhise olanak sağlar. Selüloz(C 6 H 10 O 5 ) 22

23 ESR tekniği ile analizi yapılan örnekler Baharatlar : kırmızı biber, karabiber, nane, kekik, pul biber, Şifalı otlar: defne yaprağı, ıhlamur Çaylar: siyah çay, ada çayı, rezene, yeşil çay Kabuklu gıdalar: fındık, antep fıstığı, ceviz, badem,fıstık Meyve: çilek, incir, elma, armut.. Şeker Kemik içeren Etler: tavuk kemiği, bıldırcın kemiği, karides, balık, Baklagiller: fasulye, nohut, mercimek, 23

24 ESR Temel Prensipleri 24

25 E=h = g B 0 B 0 : Rezonans alanı : Rezonans frekansı : Bohr magnetonu ( =9.27x10-21 J/T) h: Plank sabiti Rezonans Koşulu g: mıknatıslanmaya katkı derecesini gösteren bir sabit Dalga klavuzu MD 100kHz MD kristal dedektör FSD Modülasyon Modülasyon mıknatısları kangallari Numune Kavite N S 100 khz 25

26 TS EN 1787:2005 Selüloz İçeren Işınlanmış Gıdaların ESR Spektroskopisi ile Belirlenmesi Baharatlar (karabiber, kimyon, nane, kırmızı pul biber, kekik), Aromatik bitkiler (defne yaprağı,.. ) Çaylar (yeşil çay, siyah çay, ada çayı vb.) Kabuklu ve çekirdekli gıdalar (ceviz kabuğu, fındık, antep fıstığı,..) Çilek 26

27 TS EN 1787:2005 Selüloz İçeren Işınlanmış Gıdaların ESR Spektroskopisi ile Belirlenmesi Işınlanmış örneğin ESR spektrumunda şiddetli bir orta pik ile bu orta pikten eşit mesafede (30 Gauss) iki adet selüloz sinyali bulunur. Bu ikili sinyal arasındaki mesafe 60 Gauss civarındadır. Işınlamayı karakterize eden selüloz sinyallerinin gözlenmesi ışınlanmanın göstergesidir. Ancak, bu sinyallerin gözlenememesi numunenin ışınlanmamış olduğunun göstergesi değildir. Işınlamayı karakterize eden selüloz piklerin şiddeti ışınlama dozuna ve numunenin selüloz içeriğine bağlıdır. 27

28 TTB m:150 mg Işınlama Dozu: 10 kgy [*10^ 6] Selülozik pik Selülozik pik Işınlamayı karakterize eden selüloz sinyallerinin gözlenmesi ışınlanmanın göstergesidir. Ancak, bu sinyallerin gözlenememesi numunenin ışınlanmamış olduğunun göstergesi değildir [G] H p-p :60 Gauss 28

29 Adaçayı (m:130 mg) signal can be attributed to semiquinone-like free radicals produced by the oxidation of polyphenolic compounds present in plants [*10^ 6] kgy [*10^ 6] 7 6 kgy [G] 2 1 [*10^ 6] kgy [G] [G] 29

30 Yeşil Çay 0 kgy 5 kgy 8 kgy 8 kgy 30

31 Yeşil Çay için ESR sinyal Şiddetinin Zamanla Değişimi 8x10 6 7x10 6 6x kgy ışınlanmış yeşil çay 5 kgy ışınlanmış yeşil çay 8 kgy ışınlanmış yeşil çay ESR Sinyal Şiddeti (k.b.) 5x10 6 4x10 6 3x10 6 2x10 6 1x t (Gün) 31

32 ESR signals of un-irradiated (control) and irradiated different gamma doses (0-10 kgy) for spices and herbs. (Tarçın, kekik, rezene, kakule) 32

33 ESR signals of un-irradiated (control) and irradiated different gamma doses (0-10 kgy) for spices and herbs (T.biber, K. Biber, Zerdeçal, Zencefil). 33

34 EN Işıkla Uyarılmış Lüminesans (PSL) Kullanılarak Işınlanmış Gıdaların Belirlenmesi. Mineral içeren ışınlanmış gıdaların tespitinde kullanılan duyarlı ve son derece hızlı bir tekniktir. PSL bir tarama metodu olup sonuçların ESR ve/veya TL tekniği ile karşılaştırılması gerekmektedir. Gıdaların çoğunda silikat veya biyoinorganik materyaller; kalsit (kabuk veya iskelet), hidroksiapatit (kemik ve dişler) bulunmaktadır. Bu materyaller radyasyona maruz bırakıldıklarında, enerjiyi yapıdaki tuzaklarda depo ederler. Optik uyarma kaynağı kullanılarak tuzaklardaki elektronların uyarılmasıyla UV- VIS bölgede açığa çıkan ışık miktarının ölçülmesiyle gıdaların ışınlanıp ışınlanmadıkları hakkında bilgi edinilir. PSL ölçümü örneğe zarar vermez. Örnekler hiçbir işleme tabi tutulmadan analiz edilebilir. PSL spektrumu zamana bağlı olarak minerallerden çıkan foton sayısını kaydeder. PSL Metodu, prensip olarak, mineral kalıntı içeren her gıdaya ışınlanmanın saptanması amacıyla uygulanabilir. 34

35 PSL & OSL Tekniği Dedeksiyon için dakikadaki foton sayımı açısından iki farklı eşik değeri tanımlanmıştır: T1:700 sayma /60saniye, T2:5000 sayma /60 saniye. T1, 700 sayma/60 saniyeden küçük ise örnek ışınlanmamış, T2, 5000 sayma/60 saniyeden büyük ise örneğin ışınlanmış olduğu kabul edilir. Sayma değeri T1 ve T2 arasında ise başka bir valide edilmiş metot ile bakılmalıdır. Örnek hazırlama yönünden TL metoduna göre avantajlıdır. PSL ile ölçüm, örnek içindeki mineral miktarına, mineral türüne yani mineralin radyasyon hassasiyetine bağlıdır. 35

36 LÜMİNESANS Lüminesansın ana mekanizması yalıtkan iyonik bir kristalin enerji band modeli ile açıklanabilir. Bu modelde elektronların, band olarak adlandırılan farklı enerji seviyelerinde olduğu kabul edilir. En düşük enerji bandı değerlik bandı (valans band), en yüksek enerji bandı iletim bandı (conduction band) ve bu iki band arasındaki boşluk yasaklı bölge olarak adlandırılır. Kusursuz bir kristalde bu yasaklı bölgede hiç elektron bulunmaz. Ancak doğada bir takım kristaller (kuvars ve feldspat gibi) bu ideal durumu her zaman sağlamazlar ve kristal yapılarının içinde bir takım kusurlar barındırabilirler. Bir kristal kusuru eğer elektron veya onun geride bıraktığı boşluk olan deşik yakalama özelliğine sahip ise yük taşıyıcı bir kusur merkezi (tuzak) olarak davranır ve karşıt yükü çeker. Bu tür kusurlar yasaklı bölgede yarı kararlı enerji seviyelerinin oluşmasına neden olurlar. Bu yarı kararlı enerji seviyeleri de nükleer radyasyon ışınlamasını hafızalarında taşırlar ve böylece lüminesansın gerçekleşebilmesini sağlarlar. 36

37 BAND MODELİ Kristalin ısı veya ışıkla uyarılması ile yeterince enerjiyi alabilmiş bir elektron, tuzaktan kurtularak iletim bandına geçer. Bir kere tuzaktan kurtulan elektron yeniden tuzaklanabilir veya deşiklerin tuzaklandığı elektronları çekme özelliği olan yeniden birleşme merkezlerinde deşik ile tekrar birleşebilir. Yeniden birleşme ya ısı açığa çıkması ile ki buna ışınımsal (radyasyona bağlı) olmayan yeniden birleşme ya da ışık açığa çıkması ile (ışınımsal yeniden birleşme) gerçekleşebilir. Işınımsal yeniden birleşme merkezleri lüminesans merkezleri olarak adlandırılırlar ve açığa çıkan lüminesans ışıma, ısı enerjisi verilerek gerçekleşti ise termolüminesans, ışık enerjisi verilerek gerçekleşti ise optik uyarmalı lüminesans adını alır. Yani lüminesans elektronları tuzaklardan çıkarmak için kullanılan enerji kaynağına göre isimlendirilir. 37

38 PSL Tekniği PSL ile kabuklu deniz ürünlerinin, baharatların ve aromatik bitkilerin başarılı bir şekilde analizi yapılabilmektedir. 38

39 Optik Uyarmalı Lüminesans (OSL) Lüminesans bir materyalin tuzaklarındaki elektron yoğunluğu, materyalin radyasyon ışınlaması sonucu oluşur ve böylece OSL şiddeti soğurulan radyasyon dozu ile orantılı olur. Deneysel olarak bir OSL sinyali, materyalin farklı dalga boylarında ışıkla uyarılması ile uyarma ışığından farklı bir spektral bölgede olan (genellikle görünür bölgede) lüminesans ışımanın şiddetinin ölçülmesi ile elde edilir. TL sinyali materyalin ısıtılması boyunca farklı tuzak seviyelerini ifade eden çeşitli sıcaklık piklerinden oluşan bir ışıma eğrisi iken OSL sinyali, uyarma ışığının materyale verilmesi boyunca tuzaklanan elektronların tuzaklardan kurtulmasıyla, elektron sayısının giderek azalması ve bu azalma sonucu lüminesans şiddetin daha düşük bir seviyeye inmesini ifade eden bir bozunum eğrisi (decay curve) şeklindedir 39

40 OSL SPEKTRUMLARI İşlem Görmemiş Oregano için OSL İşlem Görmüş Oregano OSL Şiddeti (k.b) OSL Şiddeti (k.b.) Uyarılma süresi (s) Uyarılma Süresi (s) 40

41 OSL SPEKTRUMLARI integral:12380 (1 ile 250 kanal) İntegral:15773 (kanal ) İşlem Görmemiş Green Tea OSL İşlem Görmüş Green Tea OSL OSL Şiddeti (k.b) OSL Şiddeti (k.b.) Uyarılm a Süresi (s) Uyarılm a Süresi (s) 41

42 OSL decay curves of minerals separated from eight different spices and herbs irradiated in the dose range of 0-10 kgy. The inset shows OSL decay curves for control samples. 42

43 OSL decay curves of minerals separated from eight different spices and herbs irradiated in the dose range of 0-10 kgy. The inset shows OSL decay curves for control samples. 43

44 OSL signal intensity of spices and herbs irradiated at the dose of 5 kgy during storage period prepared different methods. Un-irradiated (control) OSL signal intensity is marked with arrows. 44

45 OSL signal intensity of spices and herbs irradiated at the dose of 5 kgy during storage period prepared different methods. Un-irradiated (control) OSL signal intensity is marked with arrows. 45

46 OSL reproducibility studies irradiated dose of 5 kgy of spices and herbs prepared different methods. 46

47 Table 1. CW-OSL signal intensity of spices and herbs irradiated at 5 kgy gamma doses after 90 days storage periods at room temperature. Sample and preperation method Cinnamon Thyme Fennel Cardamom Sweet pepper Black pepper Turmeric Ginger Storage period (months) OSL signal intensity (cts/0.240s) / Result of treatment detection Irradiation dose (kgy) Control A 1202 ± 32 / (+) 2912 ± 52 / (+) 6985 ± 121 / (+) 9286 ± 152 / (+) ± 118 / (+) 0 34 ± 12/ (-) B 1880 ± 51 / (+) 3739 ± 65 / (+) 9885 ± 175 / (+) ± 178 / (+) ± 268 / (+) A 420 ± 20 / (M )a 992 ± 28 / (+) 2026 ± 48 / (+) 3110 ± 110 / (+) 3695 ± 122 / (+) 3 35 ± 14 / (-) B 1205 ± 33 / (+) 2618 ± 49 / (+) 6032 ± 118 / (+) 8210 ± 172 / (+) ± 212 / (+) A 1245 ± 35 / (+) 1389 ± 28 / (+) 3112 ± 62 / (+) 4989 ± 113 / (+) 7256 ± 127 / (+) 0 25 ± 9 / (-) B 2033 ± 41 / (+) 2486 ± 53 / (+) 6326 ± 118 / (+) 9221 ± 148 / (+) ± 252 / (+) A 432 ± 25 / (M) 399 ± 22 / (-) 998 ± 32 / (+) 1512 ± 111 / (+) 2321 ± 112 / (+) 3 23 ± 8 / (-) B 1211 ± 37 / (+) 1520 ± 52 / (+) 3630 ± 65 / (+) 5752 ± 98 / (+) 8532 ± 198 / (+) A 912 ± 21 / (+) 1845 ± 57 / (+) 4025 ± 57 / (+) 6059 ± 142 / (+) 7859 ± 175 / (+) ± 21 / (-) B 1918 ± 43 / (+) 3552 ± 92 / (+) 7908 ± 132 / (+) ± 189 / (+) ± 287 / (+) A 275 ± 8 / (-) 596 ± 28 / (+) 1211 ± 37 / (+) 1945 ±61 / (+) 2410 ± 124 / (+) ±17 / (-) B 1124 ± 35 / (+) 1011 ± 32 / (+) 4932 ± 75 / (+) 6853 ± 98 / (+) 9258 ± 212 / (+) A 352 ± 17 / (-) 524 ± 24 / (+) 1102 ± 42 / (+) 2365 ± 48 / (+) 2856 ± 118 / (+) 0 38 ±14 / (-) B 697 ± 28 / (+) 987 ± 29 / (+) 2073 ± 55 / (+) 4519 ± 98 / (+) 5387 ± 128 / (+) A 123 ± 18 / (-) 171 ± 21 / (-) 366 ± 22 / (-) 752 ± 61 / (+) 889 ± 87 / (+) 3 39 ± 9 / (-) B 425 ± 21 / (M) 605 ± 32 / (+) 1218 ± 55 / (+) 2824 ± 58 / (+) 3565 ± 98 / (+) A 1122 ± 37 / (+) 1251 ± 41 / (+) 1359 ± 62 / (+) 2632 ± 85 / (+) 3265 ± 111 / (+) 0 37 ± 8 / (-) B 2050 ± 43 / (+) 1410 ± 46 / (+) 2591 ± 48 / (+) 5049 ± 87 / (+) 6053 ± 138 / (+) A 387 ± 18 / (-) 401 ± 22 / (M) 423 ± 27 / (M) 798 ± 38 / (+) 987 ± 59 / (+) 3 35 ± 9 / (-) B 1231 ± 28 / (+) 840 ± 25 / (+) 1523 ± 32 / (+) 3211 ± 79 / (+) 3610 ± 110 / (+) A 956 ± 32 / (+) 987 ± 31 / (+) 2231 ± 62 / (+) 3625 ± 87 / (+) 4856 ± 105 / (+) 0 43 ± 11 / (-) B 1825 ± 48 / (+) 1882 ± 39 / (+) 4049 ± 98 / (+) 6824 ± 158 / (+) 8647 ± 211 / (+) A 297 ± 23 / (-) 345 ± 12 / (-) 698 ± 32 / (+) 1211 ± 38 / (+) 1511 ± 65 / (+) 3 48 ± 13 / (-) B 1189 ± 27 / (+) 654 ± 18 / (+) 2501 ± 48 / (+) 4219 ± 117 / (+) 5423 ± 128 / (+) A 1123 ± 35 / (+) 1246 ± 23 / (+) 2612 ± 69 / (+) 4562 ± 79 / (+) 6018 ± 112 / (+) 0 24 ± 9 / (-) B 2073 ± 62 / (+) 2163 ± 38 / (+) 5061 ± 132 / (+) 8253 ± 182 / (+) ± 236 / (+) A 425 ± 21 / (M) 444 ± 27 / (M) 812 ± 24 / (+) 1513 ± 47 / (+) 1925 ± 62 / (+) 3 22 ± 10 / (-) B 1256 ± 64 / (+) 1256 ± 46 / (+) 3201 ± 39 / (+) 5012 ± 128 / (+) 6200 ± 125 / (+) A 1725 ± 68 / (+) 1752 ± 56 / (+) 2489 ± 48 / (+) 4523 ± 119 / (+) 5633 ± 139 / (+) 0 48 ± 14 / (-) B 1934 ± 54 / (+) 2014 ± 65 / (+) 3239 ± 87 / (+) 6107 ± 212 / (+) 7695 ± 236 / (+) A 526 ± 55 / (+) 552 ± 21 / (+) 772 ± 25 / (+) 1126 ± 48 / (+) 1542 ± 62 / (+) 3 46 ± 15 / (-) B 1234 ± 68 / (+) 1325 ± 49 / (+) 1923 ± 56 / (+) 3721 ± 128 / (+) 4612 ± 187 / (+) A, only washed with distilled water over a nylon sieve; B, silicate minerals isolated by proceeding the EN 1788 (2001). a Threshold value: T1= 400 (un-irradiated), T2= 500 (irradiated), (-) T1, T1 (M) T2, and (+) T2. 47

48 Table 2. Results of ESR analysis. Sample Cinnamon Thyme Fennel Cardamom Sweet pepper Black pepper Turmeric Ginger Storage period (months) Irradiation dose (kgy) and result of treatment detection R 2 Control /(-) /(+) /(+) /(+) /(+) /(+) /(-) /(-) /(-) /(-) /(+) /(+) /(-) /(+) /(+) /(+) /(+) /(+) /(-) /(-) /(-) /(-) /(+) /(+) /(-) /(+) /(+) /(+) /(+) /(+) /(-) /(-) /(-) /(-) /(+) /(+) /(-) /(+) /(+) /(+) /(+) /(+) /(-) /(-) /(-) /(+) /(+) /(+) /(-) /(+) /(+) /(+) /(+) /(+) /(-) /(-) /(-) /(+) /(+) /(+) /(-) /(+) /(+) /(+) /(+) /(+) /(-) /(-) /(-) /(+) /(+) /(+) /(-) /(+) /(+) /(+) /(+) /(+) /(-) /(-) /(-) /(+) /(+) /(+) /(-) /(+) /(+) /(+) /(+) /(+) /(-) /(-) /(-) /(-) /(+) /(+)

49 SONUÇLAR ESR ve Lüminesans yöntemleri, ışınlanmış gıdaların teşhisinde güçlü ve kabul edilebilir teknikler haline gelmişlerdir. Hızlı ve basit olmaları, teşhis için çok az miktarlarda gıdaya gereksinim göstermeleri, ESR ve Lüminesans tekniklerinin avantajlı taraflarıdır. Işınlama ile gıda içerisinde oluşan radikallerin, özellikle sert doku içeren gıdalarda, uzun süre varlıklarını koruyarak teşhise olanak sağlamaları, ESR yöntemini öteki yöntemlere göre daha avantajlı kılmaktadır. OSL tekniği ile ışınlanmamış gıdaların teşhisi yapılabilmekte ve 90 güne kadar bekleme süresi sonunda dahi numunenin ışınlanıp ışınlanmadığı tespit edilebilmektedir. 49

50 50

51 DETECTION OF GAMMA IRRADIATED LINDEN (Tilia vulgaris) BY ESR AND TL TECHNIQUES J. Radioanal. Nucl. Chem. Ufuk Paksu. Canan Aydaş. Ülkü Rabia Yüce. Talat Aydın. Mustafa Polat. Birol Engin Ufuk Paksu. Birol Engin (*) Dokuz Eylül Üniversity, Faculty of Science, Department of Physics, Buca, İzmir, Turkey Tel.: fax: Ufuk Paksu Canan Aydaş. Ülkü Rabia Yüce. Talat Aydın Turkish Atomic Energy Authority, Sarayköy Nuclear Research and Training Center,06983 Saray, Ankara, Turkey Canan Aydaş Ülkü Rabia Yüce Talat Aydın Mustafa Polat Hacettepe University, Department of Physics Engineering, Beytepe, Ankara, Turkey 51

52 THE USE OF ESR SPECTROSCOPY FOR THE IDENTIFICATION AND DOSE ASSESSMENT OF IRRADIATED PINK SHRIMP (Parapenaeus Longirostris) FROM TURKEY Canan Aydaşa, a *, Semra Tepe Çam a, Birol Engin b, Talat Aydın a, Mustafa Polat c a Turkish Atomic Energy Authority, Sarayköy Nuclear Research and Training Center, Saray, Ankara,Turkey b Dokuz Eylül Üniversity, Faculty of Science, Physics Department, Buca, İzmir, Turkey c Hacettepe University, Physics Engineering Department,Beytepe, Ankara,Turkey Abstract Turkish pink shrimp (Parapenaeus Longirostris) samples were studied by electron spin resonance (ESR) spectroscopy for identification purposes.in this work,the calcified shells of shrimps were used as a sample material.before irradiation all shrimp shell samples exhibit one weak singlet ESR signal with a g-factor of After irradiation all samples exhibit two asymmetric ESR signal components centered at g-values of and The dose response curves of the samples exposed to gamma radiations were found to be described well by a single saturation exponential function. Variation of ESR signal intensity of irradiated samples at room and -20ºC temperatures with time in a long-term showed that free radicals responsible from the ESR spectrum of shrimp shells were not stable but detectable after 87 days. Annealing studies at four different temperatures were used to determine the kinetic behaviour and activation energy of the radiation-induced radicals in shrimp shells. Additive reirradiation of the shrimp samples produces a reproducible dose response function, which can be used to assess the initial dose by back-extrapolation. It was found that the single exponential saturation function provides satisfactory results with correction for decay of free radicals.the additive reirradiation of samples was carried out at different storage times (2 and 25 days) after initial irradiation. 52 Keywords: ESR, Shrimp, Irradiation, Dose assessment, Kinetics, Food irradiation, Annealing

53 53

54 54

55 Sağlığınız Güvence Altında TEŞEKKÜRLER 55