남쪽의 지문 원소 프로파일을 검색하는 XRF 분석

Jun 25, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 13739(2023) 이 기사 인용

134 액세스

측정항목 세부정보

빠르고 비파괴적인 방식으로 식품 품질과 원산지를 인증할 수 있는 분석 기술의 구현은 농식품 부문에서 널리 요구되고 있습니다. 물리적 비파괴 기술 중 X선 형광(XRF) 분광법은 생물학적 시료의 원소 조성을 분석하는 데 종종 사용됩니다. 이 연구에서는 시칠리아(이탈리아)의 다양한 지리적 영역에 속하는 토마토 샘플에서 X선 ​​형광(XRF) 원소 프로필을 측정했습니다. 이 조사의 목적은 PGI 농식품의 품질 평가 및 추적성을 제공할 수 있는 현장 측정 및 분석을 위한 프로토콜을 확립하는 것, 특히 건강 안전 및 자체 적격 생화학 서명을 유지하는 것이었습니다. 세부적으로, 시칠리아 남동부의 가장 토마토 생산 지역 중 하나인 파키노(Pachino) 지역에서 샘플링을 수행했는데, 이는 유기 탄소 및 양이온 교환 용량이 상대적으로 더 높은 것을 특징으로 하며 시칠리아의 다른 재배 지역의 샘플과 비교하여 라구사(Ragusa) 지방과 에트나(Etna) 지역. 실험 데이터는 주성분 분석을 사용하여 다변량 분석 프레임워크에서 분석되었으며 판별 분석을 통해 추가로 검증되었습니다. 결과는 여러 특성화 요소와 연관된 특정 원소 시그니처의 존재를 보여줍니다. 이 방법론은 농식품의 지리적 원산지와 관련된 명확한 지문 패턴을 풀 수 있는 가능성을 확립합니다.

식품 영양 및 관능 특성은 물론 식품 원산지 및 위생-위생 조건은 품질 평가 및 안전을 위한 기본 요구 사항이며 건강한 식습관 및 사회 복지에 직접적인 영향을 미칩니다.

독특하고 귀중한 지리적 영역에서 생산된 제품의 정체성과 원산지는 유럽 공동체에서 "PGI(Protected Geographical Indication)" 및 "PDO(Protected Designation of Origin)" 라벨을 통해 인정됩니다. 이러한 라벨은 특정 제품의 이름을 보호하여 지리적 출처와 관련된 고유한 특성을 홍보하는 것을 목표로 합니다.

플라보노이드, 탄닌 및 기타 폴리페놀 성분1,2과 같은 다양한 생리활성 화합물과 식품의 감각적 특성을 주로 담당하는 방향족 화합물이 야채에 존재하면 종종 제품의 진위 여부를 식별하고 건강. 이는 원산지의 특정 특징과 밀접하게 관련되어 있습니다. 따라서 특성 요소를 결정하여 식품 원산지를 확인하는 것은 전체 생산, 가공 및 마케팅 과정에서 추적성과 식품 사기 퇴치를 위해 매우 중요합니다. 이러한 맥락에서 식품 인증은 경제적 가치가 높기 때문에 다른 제품보다 사기에 더 취약한 PDO 및 PGI 라벨 제품과 같은 브랜드 제품에 특히 필요합니다.

생물학적 및 환경 시료의 특성화 및 미량 원소는 일반적으로 ICP-OES(유도 결합 플라즈마 광학 방출 분광법) 및 ICP-MS(유도 결합 플라즈마 질량 분석법)3을 포함한 원자 분광법 기술과 같은 전통적인 방법을 사용하여 식별됩니다. 고전적인 분석 기기의 광범위한 사용에도 불구하고 최근 비파괴 기술이 도입되었으며, 이는 분석 속도를 높이고 분석된 생물학적 매트릭스의 손상을 방지하는 두 가지 이점을 제공합니다. 또한 최소한의 샘플량이 필요하며 산업 처리의 다양한 단계에서 온라인 측정에 사용할 수 있습니다. 그 중에서도 XRF(X-Ray Fluorescent) 분광법이 자주 사용됩니다. 1차 X선 조사 후 원자 껍질 탈여기에서 방출되는 형광 X선을 측정하여 균질하거나 균질하지 않은 시료(고체 또는 액체)의 원소를 식별하고 정량화할 수 있습니다(4 및 참조 참조). XRF 분광법은 높은 정확도와 정밀도로 몇 분 안에 많은 화학 원소의 존재와 농도를 확인할 수 있기 때문에 비교적 저렴하고 구현하기 쉽고(현장에서도) 매우 빠르다는 장점이 있습니다. 그러나 이 기술은 Na(Z\(\leqslant\) 11)보다 원자량이 낮은 화학원소를 결정하는 데 큰 어려움을 안겨준다. 실제로 입사 X선 빔은 C, H, O 및 N과 같은 경원소가 특히 풍부한 유기 시료에 의해 주로 산란되고 잘 흡수되지 않습니다. 이 경우 화학 조성에 대한 보다 광범위한 지식은 샘플은 다른 스펙트럼 영역에서 작업하고 Rayleigh, Compton 및 Raman과 같은 산란 기반 분광 기술을 사용하여 얻을 수 있습니다.5,6.