Cardamone C. (1), Di Noto A. M. (1), Palumbo P. (1), D’Oca M. C. (2) , Bartolotta A.(2)
(1) Istituto Zooprofilattico Sperimentale della Sicilia “A. Mirri”, Palermo
(2) Facoltà di Farmacia, Dipartimento Farmacochimico, Tossicologico e Biologico, Università degli studi di Palermo, Palermo Key words: irradiated food, ESR
Abstract
The Radiation Treatment is a safe e reliable method used for food and feed preservation. Among the Physical Identification Method, validated by European Committee of Standardization, the Spectroscopy ESR is suitable for vegetable food.
The aim of this work has been to value the use of ESR Spectrometer Bruker e-Scan “Food Analyzer” to identify irradiated food according to protocol EN 1786, 1787 e 13780.
Introduzione
Il trattamento a scopo conservativo degli alimenti tramite radiazioni ionizzanti prevede l’uso di dosi non superiori a 10 kGy. In particolare l’irraggiamento determina una riduzione della la flora microbica contaminante, inibisce la germogliazione aumentando così il grado di conservazione e di sicurezza dell’alimento (1). In Italia tale trattamento è applicabile solo ad aglio, cipolla, patata e spezie, ma si ritiene che possano essere introdotti nel mercato alimenti irradiati, provenienti da Paesi in cui possono essere irradiate numerose tipologie di alimenti. Per tale ragione il Dl.vo n. 94 del 30.01.01, prescrive che tutti gli alimenti irradiati immessi sul mercato debbano riportare in etichetta la dicitura “irradiato” e che le autorità sanitarie debbano effettuare controlli sui prodotti in fase di commercializzazione. A tale scopo il Comitato Europeo di Normalizzazione ha emanato dei protocolli per l’utilizzo di metodi di identificazione di alimenti irradiati, distinti in metodi Fisici, Chimici e Biologici. Fra le tecniche di identificazione di tipo fisico, la Risonanza di Spin Elettronico (ESR) può essere applicata ad alimenti contenenti ossa (EN 1786) (2), cellulosa (EN 1787(3)) e zuccheri (EN 13780)(4), nei quali la radiazione produce radicali liberi stabili. Gli spettrometri ESR presenti fin ora in commercio, e utilizzati in molti laboratori di ricerca scientifica, sono risultati molto complessi, richiedono personale altamente specializzato per il loro utilizzo nonché dispendiosi per poter essere facilmente inseriti in laboratori di routine di controlli di qualità di alimenti.
Obiettivo di questo lavoro è stato quello di illustrare i risultati ottenuti presso l’Area di Microbiologia degli Alimenti utilizzando uno spettrometro ESR “e-scan Food Analyzer” dell’Azienda Bruker, le cui caratteristiche sono notevolmente differenti rispetto a quelle citate in precedenza, in quanto dotato di un software che gestisce le analisi in maniera rapida e specifica in funzione della matrice da analizzare e di conseguenza del radicale radioindotto da identificare.
Materiali e metodi
Le matrici alimentari analizzate variano in funzione del protocollo applicato; in particolare: campioni di ossa di pollo, tacchino, suino, ovino, bovino e lische di pesce per l’identificazione attraverso l’uso della spettroscopia ESR dei radicali radioindotti formatisi a carico della idrossiapatite secondo il protocollo EN 1786; campioni di pistacchio, noccioline, arachidi, per l’identificazione dei radicali formatisi a
carico della cellulosa secondo il protocollo EN 1787; campioni di uva sultanina, carry e altre spezie per l’identificazione dei radicali formatisi a carico degli zuccheri secondo il protocollo EN 13780.
Tutti i campioni sono stati irradiati nel range di dose 0.5- 6 kGy e preparati seguendo le direttive previste dai rispettivi protocolli.
Le misure ESR sono state eseguite utilizzando uno spettrometro Bruker e-scan Food Analyzer; tale strumentazione è dotata di un sistema di auto-calibrazione e self-validazione mediante un film di alanina irradiata a dose nota ed inoltre è fornita di un software che grazie alla presenza di un marker , brevettato dalla Bruker, permette di calcolare il parametro g del segnale ESR dell’idrossiapatite.
Risultati e discussione
In figura 1 è mostrato il confronto tra lo spettro ESR di un campione di ossa di pollo irradiato a 6 kGy (a) e non irradiato (b), rappresentativo degli spettri ESR delle altre tipologie di ossa analoghi a questo.
Fig.1: Spettro ESR di
un campione di pollo irradiato (a) e non irradiato (b) Dall’analisi dello spettro del campione irradiato (a) si osservano due segnali ESR: il primo a campo magnetico più basso che è quello relativo al radicale che si forma a carico dell’idrossiapatite (componente principale delle ossa), specifico dell’ irraggiamento; quello a campi più alti è invece il segnale ESR del marker che è presente nel portacampioni di cui è dotato lo spettrometro. Nello spettro b, invece è presente esclusivamente il segnale ESR del marker, confermando che il campione non ha subito trattamento radiante. Per rendere più sicura l’interpretazione del risultato, lo strumento è dotato di un software che grazie alla presenza del marker permette di calcolare il parametro g del segnale ESR dell’idrossiapatite, come richiesto per l’identificazione dal protocollo EN 1786- 2000 che devono essere pari a g1 = 2.0020±0.001 e g2 = 1.9980±0.001. A titolo di esempio in tabella 1 è riportato il report relativo ai campioni di ossa di pollo di cui sono stati mostrati gli spettri ESR.
Tab.1: Report di identificazione di matrici contenti ossa
Sample-ID Date g1-Value g2-Value Pollo 6 kGy-1A 22/02/2011 2,00179 1,99725
Pollo NI-1A 22/02/2011 1,99617 1,99113
In figura 2 è mostrato il confronto tra lo spettro ESR di un campione di pistacchio irradiato a 6 kGy (a) e non irradiato (b), rappresentativo degli spettri ESR delle altre tipologie di matrici analoghi a questo.
La comparsa nello spettro ESR del campione di pistacchio irradiato di due linee satelliti (imputato al radicale della cellulosa) rispetto al segnale endogeno già presente nel campione non irradiato (b) a distanza di 60 Gauss è il parametro secondo il protocollo EN 1787 per identificare l’avvenuto trattamento radiante. Non è previsto alcun software per l’elaborazione dello spettro.
Fig.2: Spettro ESR di
un campione di pistacchio irradiato( a) e non irradiato (b)
In figura 3 è mostrato il confronto tra lo spettro ESR di un campione di uva sultanina irradiato a 6 kGy (a) e non irradiato (b), rappresentativo degli spettri ESR delle altre tipologie di matrici contenenti zuccheri. La comparsa di un segnale
strutturato nello spettro ESR del campione irradiato è secondo il protocollo EN 13708 condizione per l’identificazione positiva dell’avvenuto irraggiamento.
Fig. 3: Spettro ESR di
un campione di uva sultanina irradiata (a) e non irradiata (b)
I risultati ottenuti consentono di affermare che l’uso della Spettroscopia ESR può essere inserita nelle analisi di routine per l’identificazione degli alimenti irradiati in quanto permette di ottenere risultati affidabili. Inoltre è da sottolineare come l’utilizzo di tale apparecchiatura rende l’analisi accessibile ad operatori opportunamente formati ed addestrati ma non necessariamente altamente specializzati in spettroscopia ESR.
Bibliografia
1. World Health Organization (1994) – Safety and nutritional adequacy of irradiated food. WHO,Geneva.
2. EN 1786 - Foodstuffs - Detection of irradiated food containing bone
3. EN 1787 - Foodstuffs - Detection of irradiated food containing cellulose
4. EN 13780 - Foodstuffs - Detection of irradiated food containing sucrose