EPR时刻 | 看不见的“辐照印记”，EPR帮你检测

辐照消毒是一种在食品和药材加工领域广泛应用的安全技术，能够有效地消灭微生物和虫卵，从而延长产品的保鲜期，同时不会产生有害残留物，保持产品原有的质量。

消费者心中不免会有这样的疑问：怎样准确判断一个产品是否接受了辐照处理？是否存在一种可靠且可信的检测方法来确定“辐照标记”？

电子自旋共振技术揭示了答案。

电子自旋共振技术如何能够精确识别“辐照标记”？

电子自旋共振技术（Electron Paramagnetic Resonance, EPR），这项技术能够精确探测未配对电子。

简而言之，辐照处理过程中，食品或药材中某些分子结构会因吸收能量而断裂，生成具有未配对电子的特定自由基。这些自由基相当于辐照处理在物质中留下的“独特标记”。EPR技术具备精确识别和检测这些标记的能力。

至关重要的是，辐照引发的自由基具有持久性。在食品和药材的坚固结构或脱水干燥区域（例如动物骨骼、植物果壳、干燥草药），这些自由基能够持续存在，其存在时间可能远远超过产品的有效期。这种物理特性有效解决了辐照标记容易消失、难以检测的行业难题，为后续的取样检验、追踪鉴定提供了充足的时间。

电子自旋共振技术用于识别辐照食品的原理示意图

摘自《高级电子顺磁共振波谱技术在辐照食品鉴定中的应用》一书

国际范围内的标准，为科学检测提供了坚实的基础。

国际广泛认可的准则

电子自旋共振技术已获得欧洲标准化委员会（CEN）的认证，被认定为标准检测手段，同时被国际食品法典委员会（Codex Alimentarius Commission）广泛接受，成为国际范围内通用的鉴别标准。

中国目前实施的国家质量标准

在中国，现行的国家标准包括：

《GB 31642-2016 食品安全国家标准 辐照食品识别 电子自旋共振波谱法》。

《GB/T 16639-2008 丙氨酸-EPR剂量测定法的应用标准》。

在该强制性统一国家标准实施前，国内曾广泛应用多个行业规范。GB 31642 的推出，标志着对先前行业规范和进出口规范的系统性整合与更新，增强了监管能力。

EPR谱图的解析

依据食品原料的差异，辐射作用下生成的自由基在EPR谱图上将展示出具有明显识别度的波峰特点，大致可以分为三大类别：

纤维素自由基普遍存在于多种植物性含纤维素食品中，常见类别涵盖谷物种子、水果蔬菜的外皮、调味品以及药用植物等。

糖类自由基：普遍存在于高糖含量的干燥食品及草药中，包括以D-果糖、D-葡萄糖、D-蔗糖为主要糖分来源的干果、果脯和干燥的药食两用产品。

羟基磷灰石自由基：见于含有骨骼成分的动物源食品。辐射处理促使骨骼基质产生碳酸盐类自由基，而 CO2-、CO33- 和 CO3- 是识别辐照骨制品的关键光谱特征。

辐照产生的自由基可通过EPR谱图进行识别：a) 纤维素自由基，b) 晶体糖自由基，c) 羟基磷灰石自由基。

摘自《高级电子顺磁共振光谱学在辐照食品鉴定中的应用》一书。

借助EPR检测技术及国家标准化流程，我们对普遍的中药材样本进行了实际测试。

众多中药材源自植物，其基质富含纤维素和糖类，并且通常经过了脱水处理。实验结果显示，经过辐射灭菌的中药材内部，会保留下相当稳定的特异性自由基信号。

一种中药材的EPR谱图展示了不同辐照剂量（0kGy与10kGy）下的变化。

近期技术方案获得相关部门的认可。安徽省食品药品检验研究院中成药室与国仪量子技术（合肥）股份有限公司合作，经过五年的不懈努力，成功克服了技术难题，研发出具有独立知识产权的中药辐照剂量精确测量技术。这一创新成果不仅弥补了行业内的技术空缺，也为中药的质量安全监管和产业的进一步发展提供了新的动力。

科技创新保障食品健康安全

从农业领域的初始规范探索，到全国性食品安全标准的推广应用，以及与国际食品法规的深入融合，电子顺磁共振技术凭借精确的谱图数据和严格的分析方法，为我国辐照食品及中药材的安全监管构建了一道稳固的科学屏障。

根据食品基质的不同，辐射诱导产生的自由基在EPR谱图上会呈现出辨识度较高的波峰特征，主要分为以下三大类型：

纤维素自由基：广泛存在于各类植物源性含纤维素食材中，典型品类包括谷物种子、果蔬果皮、香辛料、草本中药材等。

糖自由基：主要生成于富含糖类成分的干性食品与药材中，以D-果糖、D-葡萄糖、D-蔗糖为主要成分的干果、蜜饯、干性药食同源产品均适用。

羟基磷灰石自由基：专属产生于含骨骼的动物源性食品中。辐照处理会诱导骨基质生成碳酸盐衍生自由基，其中 CO₂^-、CO₃^3- 和 CO₃^- 是判定骨质产品辐照痕迹的核心光谱标志物。

辐射诱导自由基的 EPR 谱图：a) 纤维素自由基，b) 结晶糖自由基，c) 羟基磷灰石自由基。

选自《Advanced Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy for the Identification of Irradiated Food》

依托成熟的EPR检测技术与国标规范，我们针对常见的中药材样品开展了实测检验。

大多数中药材为植物源性，基质中含有丰富的纤维素和糖类物质且经过了干燥处理。实测数据证明，经辐照杀菌处理后的中药材，其内部会留存非常稳定的特异性自由基信号。

某中药的EPR谱图（辐照剂量：0kGy和10kGy）

此前技术方案受到相关部门表彰。安徽省食品药品检验研究院中成药室联合 国仪量子技术（合肥）股份有限公司，历经五年持续攻关，成功突破技术瓶颈，开发出具有自主知识产权的中药辐照剂量定量检测方法。这一突破性成果不仅为相关领域提供了技术方案，更为中药质量安全监管与产业发展注入了全新动能。

科技守护舌尖上的安全

从早期农业行业标准的探索积累，到国家统一食品安全国标的落地实施，再到与国际食品法典的全面接轨，电子顺磁共振技术用扎实的波谱数据和严谨的分析逻辑，为我国辐照食品、中药材监管筑牢了一道坚实的科学防线。