Food protection methods assessed by Surface Enhanced Raman Spectroscopy

Význam tématu

Lipidová oxidace v masných výrobcích vede k nežádoucím změnám chuti, vůně a vzniku toxických látek. Aktivní balení s přírodními antioxidanty představuje moderní přístup k ochraně potravin. SERS nabízí citlivou a specifickou metodu pro sledování těchto procesů v reálném čase.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo porovnat účinnost konvenčního LDPE obalu a aktivního obalu s extraktem z oregana při potlačení lipidové oxidace mletého vepřového masa. Studie využila domácí SERS substrát pro monitorování změn v nenasícených vazbách tuků.

Použitá metodika a instrumentace

Studie zahrnovala přípravu 22 g vzorků masa balených v LDPE a aktivním filmu s oreganovým extraktem. Extrakty lipidů se připravily v poměru n-hexan/diethyl éter 1:1. SERS měření probíhala při −2 °C na Raman mikroskopu DXR3 532 nm, 5 mW, 20 expozic po 30 s, x10 objektiv, 900 lines/mm mřížka. Substrát tvořily stříbrné nanočástice na skleněném podkladu. Všechny vzorky byly analyzovány trojnásobně.

Hlavní výsledky a diskuse

Poměrem ploch pásů při 1655 a 1439 cm−1 byla sledována míra oxidace (RCU%). SERS signály vykázaly zesílení řádově 10^7 oproti běžné Ramanově spektroskopii. Míra oxidace vzorků v aktivním obalu byla významně nižší než u konvenčního LDPE. Rozdíl se projevoval zejména od sedmého dne skladování.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé a citlivé sledování lipidové oxidace s minimální přípravou vzorku.
• Domácí SERS substrát umožňuje levné a opakovatelné analýzy.
• Volba vhodného aktivního obalu lze optimalizovat na základě reálných dat SERS.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj komerčně dostupných SERS substrátů pro potravinářské aplikace.
• Integrace SERS do on-line monitoringu kvality potravin v průmyslové výrobě.
• Rozšíření aktivních obalových materiálů o další přírodní antioxidanty a jejich kombinace.

Závěr

Domácí SERS substrát ve spojení s chlazenou analýzou umožnil efektivní a rychlé sledování lipidové oxidace mletého vepřového masa. Aktivní obaly s oreganovým extraktem prokázaly vyšší ochranu tuků ve srovnání s konvenčním LDPE. Metoda nabízí potenciál pro zlepšení kvality a prodloužení trvanlivosti potravin.

Reference

• P. A. Morrissey et al. Vitamin E and meat quality. Proceedings of the Nutrition Society, 1994.
• M. S. Brewer et al. TBA Values, Sensory Characteristics, and Volatiles in Ground Pork During Long-term Frozen Storage. J Food Sci, 1992.
• Z. Formanek et al. Addition of synthetic and natural antioxidants to beef patties. Meat Sci, 2001.
• C. Nerín et al. Stabilization of beef meat by active packaging. J Agric Food Chem, 2006.
• J. Camo et al. Extension of the display life of lamb with an antioxidant active packaging. Meat Sci, 2008.
• J. Sharma et al. SERS: Materials, applications, and the future. Materials Today, 2012.
• E. C. Le Ru et al. Surface enhanced Raman scattering enhancement factors. J Phys Chem C, 2007.
• M. Wrona et al. Innovative Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Method. Applied Sciences, 2023.