Люминесцентный анализ пищевых продуктов

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ  АНАЛИЗ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

 

 

Люминесцентный метод  исследования, отличающийся высокой  чувствительностью и быстротой, находят все более широкое  применение в практике ветеринарно-санитарной экспертизы санитарно-эпидемиологического  надзора.

Чувствительность люминесцентных методов исключительно велика. Они  позволяют обнаружить стомиллиардные доли грамма люминесцирующего вещества, что во много раз превосходит чувствительность химического и абсорбционного методов. Кроме того, люминесцентный анализ полностью отвечает требованиям экспресс-метода.

При исследовании пищевых  продуктов люминесцентный метод  можно использовать для установления порчи и фальсификации продуктов.

Люминесцентный анализ позволяют  определить начальную степень порчи  продуктов питания. С его помощью  нетрудно сделать заключение о качестве продуктов и, следовательно, предупредить возникновение пищевых отравлений.

В настоящее время, при  возросшем импорте продовольствия и увеличения количества мелких отечественных  производителей  сельхозпродукции, эти простые и достаточно точные методы приобретают особую актуальность.

 

Некоторые сведения о люминесценции и люминесцентном анализе

Люминесценция - свойство  вещества излучать свет под воздействием возбуждающих факторов, как правило, без повышения температуры.

Различают три типа свечения: самостоятельное, вынужденное и  рекомбинационное. Самостоятельное  свечение возникает вследствие образования  избыточной энергии в самом веществе, вынужденное - при внешнем энергетическом воздействии на вещество, рекомбинационное - вследствие преобразования и передачи энергии внутри вещества от одной  частицы к другой.

По продолжительности  люминесценцию подразделяют на флюоресценцию  и фосфоресценцию. Флюоресценция - мгновенное свечение, возникающее в момент возбуждения  светящегося объекта. Фосфоресценция - длительное свечение, когда объект аккумулирует световую энергию и расходует ее в течение длительного времени.

Для возбуждения люминесценции  используют ультрафиолетовые лучи. При  этом происходит поглощение коротковолнового ультрафиолетового излучения исследуемым  веществом с последующим испусканием  лучей с большей длиной волны (свечение исследуемого объекта).

Люминесцентные методы подразделяют на две группы:

1) основанные на наблюдении  собственной люминесценции анализируемого  вещества (сортовой анализ);

2) основанные на наблюдении  возникновения или гашения люминесценции  в результате взаимодействия  анализируемого вещества с реактивами (химический флуоресцентный анализ).  

Между обеими группами анализа - сортовым и химическим - нет резкой границы, так как химический флуоресцентный анализ при использовании его как экспресс-метода в значительной мере переходит в сортовой и наоборот. 

В качестве источника ультрафиолетовых лучей используют специальные лампы  накаливания или газоразрядные лампы.

 

Анализ масел  и жиров

Физико-химические методы исследования масел и жиров основаны на определении  физических и химических констант (точка  плавления, удельный вес, показатель рефракции, число Рейхерта-Мейссля, число омыления). Эти методы весьма трудоемки, длительны и требуют различных реактивов. Для установления показателей необходимо наличие довольно большого количества жира, которое невозможно иногда получить, например, при исследовании гарниров и кремов.

Люминесцентный метод  исследования масел и жиров основан  на свойстве определенного вида жира люминесцировать в потоке ультрафиолетовых лучей.

 

Исследование  растительных масел 

10мл масла наливают  в пробирку из нелюминесцирующего стекла и помещают в осветительную камеру. Цвет люминесценции наблюдают в проходящем и отраженном свете.

Натуральные растительные масла  обладают специфической люминесценцией: подсолнечное масло дает слабую люминесценцию  голубоватого цвета с желто-зеленым  оттенком, льняное - бледно-голубого  цвета, оливковое - светло-синего, маковое - ясного синего цвета. Минеральные масла (вазелиновое, трансформаторное, машинное, автол) дают ярко-голубую люминесценцию поэтому примесь 1-2% минеральных масел к растительным меняет цвет люминесценции с желто-зеленого на голубой.

 

Анализ мяса [1, 4, 8] 

Мясо относится к категории  скоропортящихся продуктов, оно  подлежит постоянному санитарному  и ветеринарному контролю. Существующие методы исследования мяса (ГОСТ 7269-79) весьма трудоемки и недостаточно конкретны. Так, для определения летучих  жирных кислот и аминоаммиачного  азота требуется около пяти часов. Органолептический метод субъективен  и потому не всегда может быть использован.

Люминесцентные методы определения  вида мяса и степени его порчи  наиболее просты. Разработан целый  ряд методов качественного исследования мяса; анализу подвергают как срезы  мяса, так и водные вытяжки.

 

Определение видовой  принадлежности и степени свежести мяса

Принцип метода основан на определении цвета люминесценции  мяса. В зависимости от степени  свежести мяса люминесценция изменяется. Каждый вид мяса обладает специфической  люминесценцией.

Кусочки мяса размерами среза  примерно  6х6 см помещают в чашку Петри, устанавливают в осветительную камеру люминоскопа и наблюдают явление люминесценции.  

Мясо в начальной стадии порчи изменяет люминесценцию: на общем  фоне свечения появляются специфически светящиеся точки.

Еще более характерные  изменения в свечении мяса различной  свежести наблюдают при люминесценции  мясных экстрактов. 10 г мяса измельчают, помещают в колбу и заливают 50 мл дистиллированной воды. Настаивают в течение 10 минут, периодически взбалтывая, фильтруют через увлажненный  фильтр и в чашке Петри помещают в осветительную камеру люминоскопа.

 

Анализ состава  рубленого мяса

Принцип метода основан на свойстве ливера, добавленного к мясному  фаршу, давать специфическое люминесцентное свечение.

Методика исследования. Мясное изделие разрезают по центру на две  части и рассматривают невооруженным  глазом. По цвету и рисунку разреза  определяют наличие посторонних  примесей. Пробу помещают в чашку  Петри из нелюминесцирующего стекла и в камере рассматривают поверхности и разрезы пробы. Пробу определяют также органолептически на вкус и запах.

 

Исследование  мяса, пораженного цистицерками

Принцип метода основан на способности цистицерков давать в потоке ультрафиолетовых лучей специфическую люминесценцию.

Методика исследования. Мясо нарезают тонкими пластинками длиной 50, шириной 20-30, толщиной 4-5 мм и помещают в поток ультрафиолетовых лучей. Изолированные цистицерки люминесцируют  розовым цветом, а цистицерки, включенные в мышечную ткань, приобретают оранжевый  оттенок, придающий всей картине  темно-красный фон.

Ярко-розовая люминесценция  цистицерков обусловлена жидкостью, находящейся в пузырьке паразита.

 

Анализ рыбы [1, 4, 8]

Определение качества рыбы наиболее целесообразно проводить  по совокупности результатов, полученных несколькими методами исследования, а также на основе органолептических  данных.

Большие трудности представляет определение качества исходного  сырья в кулинарно обработанной рыбе, так как органолептические  свойства продукта при этом изменяются (исчезает дряблость мышц и ослизлость, ослабляется гнилостный запах). Что  касается химического анализа, то не всегда он показателен после термической  обработки рыбы.

Для определения качества рыбы можно применять люминесцентные методы.

Принцип метода основан на определении цвета люминесценции, которая при различных состояниях продукта претерпевает изменения.

Рыбу помещают в осветительную  камеру, наблюдая цвет и интенсивность  люминесценции.

 

Определение качества парной рыбы

У свежей парной рыбы жабры  не люминесцируют и под лампой выглядят темными; глаза не люминесцируют; поверхность тела люминесцирует  слабым серым цветом с заметным фиолетовым оттенком, причем непигментированные участки имеют светло-фиолетовый цвет, пигментированные - темно-фиолетовый. Мышцы на разрезе люминесцируют тусклым серо-фиолетовым цветом, зеленовато-синим, иногда серо-желтым цветом. Кровь в сосудах имеет темно-коричневое свечение.

У вареной рыбы, приготовленной из доброкачественного сырья, окраска  свечения та же.

Лежалая, но допустимая в  пищу рыба люминесцирует интенсивным  белым цветом с голубоватым оттенком. Свечение такой рыбы напоминает цвет снега в солнечных лучах.

У рыбы, имеющей признаки начальной порчи, на свежем разрезе  мышц появляются яркие пятна канареечного цвета, иногда яркое сплошное свечение того же цвета. Вареная или жареная  рыба дает ту же окраску, что и сырая; лишь жабры люминесцируют ярче, чем  у сырой рыбы, и имеют темно-красный  цвет с бархатистым оттенком.

У явно испорченной рыбы жабры люминесцируют ярко-красным  цветом, на мышцах появляются ярко-оранжевые, местами канареечного цвета, пятна. Придальнейшей порче у костей иногда наблюдаются ярко-красные пятна, пылающие как огонь.

Спиртовая вытяжка из мышц свежей рыбы люминесцирует бледно-голубым  цветом с желтоватым оттенком; по мере увеличения степени порчи рыбы цвет люминесценции становится ярко-желтым.

 

Определение качества мороженой и размороженной рыбы

Люминесценция мороженой  и размороженной рыбы имеет некоторые  отклонения от указанной схемы, а  именно:

- в глубине мышц доброкачественной  мороженой рыбы иногда встречаются  единичные пятна, дающие оранжевое  свечение, что в свежей рыбе  служит доказательством порчи;

- лежалая размороженная  рыба люминесцирует не бледно-голубым,  а сине-голубым цветом, хотя иногда  свечение остается таким же, как  у незамороженой рыбы;

- в некоторых случаях  начальной стадии порчи размороженной  рыбы типичные яркие пятна  канареечного цвета заменяются  менее яркими серовато-желтыми  или сплошным свечением того  же цвета; иногда канареечные  и желтые пятна встречаются  одновременно;

- люминесценция вытяжки  у размороженной рыбы усиливается  и делается ярче по мере  увеличения порчи, но цвет может  оставаться синеватым или сине-желтым.

Проводились исследования по определению качества парной рыбы люминесцентным методом. Анализу подвергались щука, окунь, лещ, плотва.

Данные анализа рыбы через 1 час после вылова таковы:

Органолептические показатели характерны для свежей парной рыбы; характер люминесценции: глаза, жабры  не люминесцируют, мышцы люминесцируют  серовато-фиолетовым цветом, свечение равномерное, кости - светло-фиолетовые,  кишечник - фиолетовый, жир - желтоватый.

Через 32 часа после хранения при температуре +15ºС органолептические показатели рыбы и характер люминесценции изменились: на поверхности слизи нет, чешуя прилегает плотно, глаза  мутные, жабры темно-коричневые, консистенция дряблая, мышцы белого цвета, без видимых пятен, легко рвутся отстают от костей, запах прелый. Глаза не люминесцируют. Поверхность рыбы люминесцирует фиолетовым цветом с единичными ярко светящимися точками. Мышцы на разрезе люминесцируют белым светом с голубым оттенком. Мышцы брюшной полости голубоватые, с ярко светящимися оранжевыми и желтыми пятнами, пятна располагаются ближе к позвоночнику и анальному отверстию.

Результаты исследования через 56 часов хранения рыбы:

Органолептические данные: запах гнилостный; мышцы мягкие, серого цвета. Люминесценция: глаза, жабры  не люминесцируют, мышцы ярко-голубого цвета, в местах скопления гемолизированной крови ярко-оранжевые пятна.

 

Определение качества рыбы по крови

Принцип метода основан на определении люминесценции крови, которая при порче разлагается  с образованием порфиринов (копропорфиринов), имеющих специфическое свечение. Методика исследования. 100 г рыбы измельчают в ступке, добавляют равное количество концентрированной уксусной кислоты, содержимое переносят в склянку с притертой пробкой. После перемешивания добавляют 200 мл эфира, встряхивают в течение 1 часа, экстракт фильтруют, затем промывают 4 раза равными объемами воды путем взбалтывания в делительной воронке. К эфирному экстракту дважды добавляют по 5 мл 3-5 процентного раствора НCl. После встряхивания солянокислый раствор порфирина сливают в пробирку и помещают в осветительную камеру. Вытяжки, полученные из свежей рыбы, не люминесцируют, из несвежей - люминесцируют карминно- красным цветом.

Варка и посол свежей парной рыбы не вызывают разложения крови  и свечения порфиринов.

 

Определение качества соленых сельдей