РФА-анализ в поисках элементарного профиля отпечатков пальцев на юге

Jun 25, 2023

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 13739 (2023) Цитировать эту статью

134 доступа

Подробности о метриках

Внедрение аналитических методов, способных быстро и неразрушающе сертифицировать качество и происхождение продуктов питания, становится широко распространенной потребностью в агропродовольственном секторе. Среди физических неразрушающих методов для анализа элементного состава биологических образцов часто используется рентгенофлуоресцентная (РФА) спектрометрия. В этом исследовании профили элементов рентгеновской флуоресценции (РФА) измерялись на образцах томатов, принадлежащих различным географическим регионам Сицилии (Италия). Целью этого исследования было создание протокола для измерений и анализа на месте, способного обеспечить оценку качества и отслеживаемость агропродовольственных продуктов с ЗГУ, в частности, обеспечивающих безопасность для здоровья и самоопределяющуюся биохимическую подпись. Подробно, отбор проб проводился в одном из наиболее продуктивных томатных районов юго-восточной Сицилии (район Пачино), характеризующемся относительно более высоким содержанием органического углерода и емкостью катионного обмена, и по сравнению с образцами из других районов выращивания томатов на Сицилии, падающими в провинции Рагуза и регионе Этны. Экспериментальные данные были проанализированы в рамках многомерного анализа с использованием анализа главных компонент и дополнительно подтверждены дискриминантным анализом. Результаты показывают наличие конкретных элементарных сигнатур, связанных с несколькими характеризующими элементами. Эта методология дает возможность выявить четкую картину, связанную с географическим происхождением агропродовольственного продукта.

Пищевые и органолептические характеристики продуктов питания, а также их происхождение и санитарно-гигиенические условия являются основополагающими требованиями оценки качества и безопасности, оказывающими непосредственное влияние на здоровое питание и социальное благополучие.

Идентичность и происхождение продукта из особой и ценной географической зоны признаются Европейским сообществом с помощью этикеток «Защищенное географическое указание» (PGI) и «Защищенное обозначение происхождения» (PDO). Эти этикетки призваны защитить названия конкретных продуктов и подчеркнуть их уникальные характеристики, связанные с их географическим происхождением.

В литературе уже известно, что наличие в овощах различных биоактивных соединений, таких как флавоноиды, дубильные вещества и другие полифенольные компоненты1,2, а также ароматических соединений, которые в основном отвечают за органолептические свойства продуктов питания, часто позволяет определить подлинность продукта и здоровье. Они строго связаны с особенностями территории происхождения. Таким образом, проверка происхождения пищевых продуктов путем определения характеризующих элементов становится чрезвычайно важной для отслеживания и борьбы с мошенничеством с пищевыми продуктами на протяжении всей цепочки производства, переработки и сбыта. В этом контексте аутентификация пищевых продуктов особенно необходима для брендовых продуктов, таких как продукты с маркировкой PDO и PGI, которые более подвержены мошенничеству, чем другие продукты, из-за их более высокой экономической ценности.

Характеризующие и микроэлементы в биологических образцах и образцах окружающей среды обычно идентифицируются с использованием традиционных методов, таких как методы атомной спектрометрии, включая ICP-OES (оптическая эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой) и ICP-MS (масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой)3. Несмотря на широкое использование классических аналитических инструментов, недавно были внедрены неразрушающие методы, имеющие двойное преимущество: ускоряют анализ и позволяют избежать повреждения анализируемой биологической матрицы. Более того, они требуют минимального количества проб и могут использоваться для онлайн-измерений на различных этапах промышленной переработки. Среди них часто используется рентгеновская флуоресцентная (XRF) спектрометрия. Он позволяет идентифицировать и количественно определять элементы гомогенного или неоднородного образца (твердого или жидкого) путем измерения флуоресцентного рентгеновского излучения, испускаемого при снятии возбуждения атомной оболочки после первичного рентгеновского облучения (см.4 и ссылки там). Преимущество РФА-спектрометрии состоит в том, что она является относительно дешевым методом, простым в реализации (в том числе в полевых условиях) и очень быстрым, поскольку позволяет определять наличие и концентрацию большого количества химических элементов за несколько минут с высокой точностью и точностью. Однако этот метод представляет большую трудность при определении химических элементов, имеющих атомный вес меньше, чем у Na (Z \(\leqslant\) 11). Фактически, падающий рентгеновский луч в основном рассеивается и плохо поглощается органическими образцами, особенно богатыми легкими элементами, такими как C, H, O и N. В этом случае более обширные знания о химическом составе Образец можно получить, работая в других спектральных областях и используя спектрометрические методы, основанные на рассеянии, такие как методы Рэлея, Комптона и Рамана.5,6.