Detection and Absorbed-Dose Estimation of Irradiated Enzyme Powder Using ESR Spectroscopy

ESR Spectroscopy를 이용한 방사선 조사 효소분말의 검지와 흡수선량 예측

Along with the increasing demands for food irradiation technology in the food industry, a proper detection means for controlling irradiated foods is required. Enzyme powder, which is permitted to be irradiated in Korea, was subjected to a detection trial by ESR spectroscopy. The high correlation coefficients were observed between the absorbed doses ranging from 2.5 to 15.0 kGy and the corresponding ESR signal intensity, such as $R^2$ = 0.9904 in gamma irradiation and $R^2$ = 0.9696 in electron beam. Pre-established threshold values for both non-irradiated control (1.19) and 2.5 kGy-irradiated samples (6.97 in gamma-ray; 7.36 in electron-beam) were successfully applicable to the detection of 30 coded unknown samples of enzyme powder. The calibration curves obtained from the samples irradiated at 2.5 to 15 kGy were expected to be potentially adopted to estimate absorbed doses ranging front 4 to 7 kGy with a quadratic equation.

국내외 식품산업에서 방사선 조사 기술이 본격적으로 이용됨에 따라 방사선 조사식품의 조사 여부 검지(detection)와 조사/흡수선량(absorbed dose)의 확인 방법이 필요하게 되었다. 본 연구는 상업적으로 처리되고 있는 효소분말을 대상으로 감마선과 전자선을 조사하고$(2.5{\sim}15\;kGy)$ ESR signal intensity와의 상관관계를 구해 본 결과, 높은 유의성을 보여 주었다(감마선 $R^2$=0.9904; 전자선 $R^{\;2}$=0.9696). 조사 여부 검지에 필요한 threshold value는 비조사구(n = 20)가 1.19(최대값), 2.5 kGy 조사구(n = 20)가 최소값으로 6.97(감마선) 및 7.36(전자선)으로 나타났다. 이상의 threshold value를 이용하여 30개의 미지시료(unknown samples)에 대한 검지시험(blind test)을 실시하여 본 결과, 방사선 조사된 것과 조사되지 않은 시료의 판정이 정확하였다. 한편 dose-effect curve로부터 2가지 회귀식을 구하여 흡수선량 예측에 적용하여 보았을 때 2차회귀식이 $4{\sim}7\;kGy$ 범위의 감마선 및 전자선 조사 시료에 대하여 적용가능성이 높았다.