Исследователи НИИ ядерной физики и физического и химического факультетов МГУ изучили, как ионизирующее излучение влияет на образование летучих органических соединений в продуктах питания. Работа, поддержанная Российским научным фондом (грант № 22-63-00075), опубликована в журнале Molecules (DOI).
«В пищевой промышленности для уничтожения бактерий, продления срока хранения и стерилизации применяются различные типы ионизирующих излучений. Важно понимать, какие химические изменения при этом происходят, какие вещества могут образовываться и не будут ли они представлять опасность», — говорит заведующий отделом ядерно-физических методов в медицине и промышленности НИИЯФ МГУ, заведующий кафедрой физики ускорителей и радиационной медицины физического факультета МГУ Александр Черняев.
При облучении биологических тканей образуются радикалы — высокореакционноспособные частицы, которые вступают в химические реакции и атакуют соседние молекулы. «В результате исходные органические соединения распадаются на более простые вещества, в том числе образуются летучие органические соединения (ЛОС), которые легко испаряются и могут влиять на качество и безопасность пищевых продуктов», — пояснил профессор кафедры аналитической химии химического факультета МГУ Игорь Родин.
При окислительном разрушении жиров, особенно содержащих ненасыщенные жирные кислоты, образуется альдегид гексаналь, а затем спирт гексанол. Это придаёт пище травянистый запах свежескошенной травы или, при более высокой концентрации, резковатый спиртовой оттенок. Гексаналь рассматривается как ключевой маркер прогоркания жиров и обнаруживается в растительных маслах, орехах, крупах, хлебе, мясных продуктах и сухом молоке; он входит в профиль летучих соединений, формирующий вкус и аромат.
В экспериментах учёные моделировали трансформацию летучих органических соединений под действием разных типов излучения в контролируемых условиях. «Оценивалась разница между воздействием ускоренных электронов и рентгеновского излучения при одинаковых дозах, а также факторы, влияющие на эффективность разрушения органических молекул», — рассказывает доцент физического факультета МГУ Полина Борщеговская.
Рост уровня гексанола после облучения позволяет судить о степени воздействия на молекулы биотканей и служит маркером изменений жировой фазы продукта. Авторы показали, что оба типа излучения эффективно инициируют радиационно‑химические реакции — то есть количество преобразованных молекул на единицу поглощённой энергии существенно. При этом электронный пучок характеризуется более высокой линейной плотностью ионизации, что в ряде условий повышает скорость реакций, тогда как рентгеновское излучение проникает глубже и обеспечивает более равномерное распределение энергии по объёму материала.
«Эффективность процессов зависит не только от типа излучения, но и от состава среды, концентрации вещества, наличия кислорода и величины поглощенной дозы. В кислородсодержащих системах усиливаются окислительные процессы, что приводит к более интенсивному разрушению органических молекул», — отметила младший научный сотрудник НИИЯФ МГУ Виктория Ипатова.
Полученные результаты важны для пищевой индустрии, где электронные пучки и рентген применяют для стерилизации упакованных и неупакованных продуктов: знание механизмов разрушения летучих соединений помогает оценивать риск образования побочных веществ и оптимизировать режимы обработки.
Аналогичные подходы применимы в медицине и фармацевтике при стерилизации материалов.«Работа имеет практическое значение для разработки методов контроля радиационной обработки пищевых продуктов и биологических материалов», — резюмировала заведующая лабораторией радиационной обработки биообъектов и материалов НИИЯФ МГУ Ульяна Близнюк. «Анализ профиля летучих соединений позволяет установить факт облучения и оценить интенсивность радиационного воздействия».
Информация предоставлена пресс-службой МГУ
Ученые МГУ предложили способ выявлять облучённые продукты по летучим соединениям • Опубликовано на FiNE NEWS
Свежие комментарии