NEW APPROACH FOR DETECTION OF IRRADIATED
SPICES USING ELECTRON SPIN RESONANCE (ESR)*

FARAG, S.A. and SHAMS EL DIEEN, N.M.M.

National Centre for Radiation Research and Technology,

P.O. Box.8029, Nasr City, Cairo, Egypt.

Key words: Food irradiation, Irradiated spices, Cellulose,
Black pepper, Anise, Electron spin resonance (ESR).

منهج جديد للتعرف على التوابل المعرضة للإشعاع باستخدام
الرنين المغزلى المغناطيسى

سراج الدين أحمد فرج و نريمان محمود محمد شمس الدين

خلاصـة

تم تتبع الشوارد الحرة باستخدام الرنين المغزلى المغناطيسى على فترات صفر ، 3 ، 6 ، 9 ، 12 شهر فى نوعين من التوابل المشععة. استخدم فى هذه الدراسة كل من الفلفل الأسود و الينسون بعد تعريضهما لجرعات إشعاعية مقدارها 5 ، 10 ، 20 كيلو جراى والتخزين لمدة عام فى درجة حرارة الغرفة (20°م ورطوبة نسبية 70 - 75%).

أظهرت النتائج وجود إشارات للشوارد الحرة واضحة عند قيمة 2.01027 G =  للفلفل الأسود
و 2.01019 G =   للينسون وكذلك زيادة كثافة الإشارة بزيادة الجرعة حيث تتناسب طردياً مع الجرعات 5 ، 10 ، 20 كيلو جراى.

بعد تعريض التوابل لجرعات إشعاعية مقدارها 10 و 20 كيلو جراى و درجة حرارة 70°م لمدة ساعة وساعتين، ثبت تأثير الحرارة على تقليل كثافة الإشارة الناتجة للشوارد الحرة كما وجد أن التخزين والمعاملة الحرارية معاً يؤثران بشدة على خفض كثافة الإشارة الناتجة للشوارد الحرة.

بعد تعريض العينات لجرعات إشعاعية 10 و 20 كيلو جراى والمخزنة لمدة عام ثم تعريضها لجرعات إشعاعية أخرى مقدارها 1 و 2 و 3 كيلو جراى، ظهر زيادة فى كثافة الشوارد الحرة الناتجة مما يساعد فى التغلب على مشكلة ضعف كثافة هذه الشوارد فى أواخر فترة التخزين والذى يؤدى بدوره إلى سهولة التعرف على الأغذية المشععة وهذا يثبت مدى كفاءة استخدام الرنين المغزلى المغناطيسى للتعرف على الأغذية المعاملة إشعاعياً.

ABSTRACT

Black pepper and anise samples were irradiated with different doses of gamma rays (5, 10 and 20 kGy) then the irradiated samples were stored at room temperature (20°C, 70-75 % RH) for one year. The measurements of free radicals were carried out by electron spin resonance (ESR) at different intervals (3, 6, 9 and 12 months). A series of signals tentatively described as “cellulose-like” and “complex” radical observed at G values were 2.01027 for black pepper and 2.01019 for anise. The ESR signals of irradiated spices showed a directly proportional relationship for increasing dose with increasing intensity of signal. A relationship was noticed as polynomial regression analysis resulted between signals of ESR intensity and applied doses with significant values of correlation coefficient (R²). All combination treatments of thermal and irradiation beside long storage caused significant reduction of ESR intensity of irradiated black pepper and anise. Upon using low doses as 1, 2 and 3 kGy for re-irradiation, the irradiated samples (10 and 20 kGy) increased the power of ESR intensity. The enhancement effect was markedly increased. For example, the irradiated black pepper (10 kGy) increased the ESR intensity with high percentages as 49.19%, 69.23% and 89.68% while the high dose (20 kGy) caused increase by 39.96%, 69.05% and 96.90% for irradiated black pepper samples. This approach with that technique can be used easily to overcome the main disadvantages of ESR signals fading especially at the end of storage period.