食物发生变质的主要原因是脂质氧化反应，脂质氧化反应使食品的质地发生变化，产生酸味，影响食品的质量和保存，脂质氧化反应过程中，发生了自由基参与的链式反应，自由基作为氧化反应的中间体，使用ESR 光谱技术检测食品中的自由基用来判断食品的氧化程度，预测食品的质量。1 基于ESR光谱技术检测食品自由基的原理 电子顺磁共振1.1 自由基电子运动
ESR是电子磁共振的英文简称，可使用ESR光谱技术检测食品自由基中的未成对电子。在静磁场中放入被检测的食品物质，通过磁场作用，控制自由基的未成对电子，使未成对电子在磁场力的作用下发生能级分裂。其原理是具有一定质量的电子和一种带负电的基本粒的运动方式有两种：第一种是在原子核轨道上的运动；第二种运动是围绕自身中心轴自旋。由于电子与粒子的运动，形成力矩，并在运动过程中产生电流和磁矩，在静磁场的作用下，电子自旋被磁场分裂。在磁场分裂过程中，在垂直外磁场的方向上，加一合适频率的电磁波，使低能级的电子在自旋过程中，吸收电磁波的能量，跃迁到高能级，促使电子发生顺磁共振吸收。顺磁共振引发ESR线超精细分裂，促使自由基中的未成对电子之间相互作用，为ESR 提供结构信息，从而实现对自由基的 检测。
1.2 ESR光谱仪器
现阶段使用的ESR仪器，微波频率为10 GHz，灵敏度较高，可用于液体和固体检测，对透明度没有要求，所以ESR光谱技术可用于食品中自由基的检测。ESR光谱仪器可以对几种食物中的自由基浓度进行比较，在计算绝对浓度时，要使用稳定、已知的自由基浓度作为检测样品的数据 参考。2 基于ESR光谱技术的食品自
由基检测
食物在氧化过程中所形成的基团
主要是高度反应性物质，所以自由基
不易被捕获。当自由基在物质基团中
浓度过低时，寿命被缩短，而在固体
样品中寿命较长。例如，干燥和冷冻
食品中的分子成分被物理捕获，极大
的减缓食物氧化，如果食品处于液态
状态，自由基稳定性较差，不易被检测。
2.1 ESR光谱技术检测干燥食品的
自由基
在室温环境中，使用ESR光谱技
术可以检测干燥食品中的自由基浓度，
自由基主要是在生产和储存期间积累
下来的。在光谱中可以看到G值为2
的一条单线，总振幅宽度为4～12高
斯。如果干燥食品中含有固体物质，
自由基寿命可以使用ESR光谱技术进
行检测。干燥食品中有些稳定自由基
的来源已经基本确定，例如，通过加
热和空气，可以提高核桃的自由基水
平；通过光照，也可提高花生的自由
基水平；或者美拉德产物以及蛋白质
氧化等形成的产物。影响自由基氧化
的因素有很多种，外部因素有光、热、
存储等，内部因素是脂质氧化程度。
2.2 ESR光谱技术检测冷冻食品的
自由基
冷冻食品中的自由基处于稳定状
态，直接使用ESR光谱技术就可以
检测。
2.2.1 光诱导冷冻甘油三脂试验
在77 K超导体临界温度下，光诱
导冷冻甘油三脂可用来分析油脂自动
氧化中涉及的自由基，检测自由基的
稳定性，在提高光照条件以及温度后，
形成一定数量的自由基，饱和脂质氧
化产生自由基时，会导致过氧自由基
损失，而且饱和脂质没有产生新的自
由基。在低温状态下，自由基的稳定
性比较好，温度提高以后，氧化速度
加快，自由基的浓度增加。
2.2.2 冰冻葡萄酒试验
Troup 等[1]通过冰冻葡萄酒实验，
使用ESR光谱技术检测冰冻样品，可
以直接检测到样品中的自由基，并给
出结论，葡萄酒中的酚类化合物，会
产生一定浓度的自由基，确定自由基
是由于温度降低变得比较稳定。
3 ESR自旋捕获技术检测饮料自
由基食品中一般都含有水分，水分可
以使食品中的成分发生扩散，所以食
品中的自由基寿命非常短，有些食品
自由基浓度过低，并且浓度变化不大，
不能使用ESR光谱技术直接进行检测。
但是ESR自旋捕获技术可以将反应性
自由基转换成稳定性自由基，被称之
为自旋加合物，自旋加合物具有一定
的稳定性，可以使用ESR光谱技术检
测。自旋捕获技术可以应用于饮料、
咖啡、啤酒的自由基检测。
4 ESR光谱技术检测食品氧化
程度通过ESR光谱技术检测食品的老
化状态，预测食品的稳定性。对第一
次氧化产物以及第二次氧化产物检测，
使用数据对比方法，确定食品的氧化
程度。使用ESR光谱技术直接检测食
品的自由基，确定自由基的氧化程度，
在酿酒行业中应用比较广泛，主要用
于啤酒风味稳定性的测定。
磨具抛光>宏大自动络筒机了
5 结语网络安全控制技术
使用ESR光谱技术检测食品中的
自由基，是一项比较新的食品检测技
术，在实际应用中，已经取得了很好
电子表单系统
的检测效果，可以检测不同食品中的
自由基，确定食品自由基氧化的稳定
性。将ESR光谱技术应用在食品自由
基检测中，用来检测促氧化物质的构
成，改善食品中的抗氧化成分。
参考文献
[1]Troup G J，Hutton D Ｒ，Hewitt
D G,et al. Free radicals in red wine,but
not in white? [J]. Free Radical
Research,1994,20:63-68.
基于ESR光谱技术检测食品中自由基的探究
□ 宋 禹 黑龙江省北大荒米业集团有限公司
摘 要：检测食品自由基的技术有很多种，包括了分光光度法、电化学法、电子顺磁共振技术等。本文通过ESR光谱技术检测干燥食品、冷冻食品以及饮料等，探究ESR光谱技术在食品自由基检测中的应用。
关键词：ESR光谱技术；检测食品；自由基
Jul. 2020 CHINA FOOD SAFETY 185
抛丸处理
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