{پایان‌نامه} – آنالیز رنگ‌های خوراکی با استفاده از طیف‌سنجی رامان

این تحقیق بر پیشرفت‌های تحلیلی در جهت تعیین مقرون‌به‌صرفه تقلب در رنگ و تجزیه و تحلیل پایداری تمرکز دارد. تکنیک اصلی مورد بررسی، طیف‌سنجی رامان است که پراکندگی نور غیرالاستیک را اندازه‌گیری می‌کند و به فرد اجازه می‌دهد تا اثر انگشت مولکولی منحصر به فردی برای مولکول‌های خاص به دست آورد. در مقایسه با روش‌های کروماتوگرافی، به عنوان مثال، کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) یا کروماتوگرافی گازی (GC)، روش‌های طیف‌سنجی رامان به دلیل قابلیت انگشت‌نگاری، ماهیت غیرمخرب، قابلیت حمل خوب و پروتکل‌های آماده‌سازی آسان، پتانسیل بالایی در تجزیه و تحلیل رنگ‌های غذایی نشان می‌دهند. علاوه بر این، ادغام نانو زیرلایه فلزی طلا یا نقره به طیف‌سنجی رامان، که به عنوان طیف‌سنجی رامان تقویت‌شده سطحی (SERS) شناخته می‌شود، حساسیت تشخیص را به میزان قابل توجهی بهبود می‌بخشد. اولین مطالعه با هدف توسعه یک روش غربالگری و کمی‌سازی سریع با ترکیب کروماتوگرافی لایه نازک (TLC) و طیف‌سنجی رامان برای تجزیه و تحلیل پودر زعفران، که یکی از گران‌ترین محصولات کشاورزی در جهان است، انجام شد. محلول‌های نمونه زعفران خالص و زعفران سنبله‌دار تهیه و برای شناسایی کیفیت زعفران خالص و همچنین تمایز زعفران سنبله‌دار، روی تراشه‌های TLC قرار داده شدند. نتایج نشان داد که طیف‌سنجی رامان قادر به تعیین کمیت ترکیب رنگی اصلی، کروسین، بر روی الگوهای نمونه خشک‌شده TLC است. نتایج حاصل از این مطالعات، قابلیت رامان یا SERS را همراه با تکنیک‌های TLC و آنالیزهای چند متغیره برای تقلب در رنگ‌های طبیعی و آنالیز پایداری نشان داد. داده‌های طیفی رامان/SERS به‌دست‌آمده در مطالعات حاضر، منابع مفیدی را برای تحقیقات رنگ‌های غذایی ارائه می‌دهند. روش‌های تثبیت‌شده می‌توانند روش‌های مفیدی را برای کاربردهای صنعتی در رابطه با غربالگری سریع مواد اولیه برای شرکت‌های غذایی و همچنین کنترل کیفیت برای تولیدکنندگان رنگ‌های طبیعی ارائه دهند.

this research focuses on the analytical developments toward cost-effective determination of colorant adulteration and stability analysis. The main technique explored is Raman spectroscopy, which measures the inelastic light scattering and allows one to obtain unique molecular fingerprints for specific molecules. Compared with chromatographic methods, e.g., high-performance liquid chromatography (HPLC) or gas chromatography (GC), Raman spectroscopic methods show great potential in the analysis of food colorants due to their fingerprinting capability non-destructive nature, good portability, and easy preparation protocols. In addition, the integration of gold or silver metallic nano substrate to Raman spectroscopy, known as surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS), improves detection sensitivity tremendously. The first study was aimed to develop a fast screening and quantification method combining thin-layer chromatography (TLC) and Raman spectroscopy for saffron powder analysis, which is one of the most expensive agricultural products in the world. Sample solutions of pure saffron and spiked saffron were prepared and dropped on TLC chips for the identification of pure saffron quality as well as discrimination of spiked saffron. The result indicated that Raman spectroscopy was capable of quantifying the major coloring compound, crocin, on dried TLC sample patterns. The results from these studies demonstrated the capability of Raman or SERS conjoined with TLC techniques and multivariant analyses for natural colorant adulteration and stability analysis. The Raman/SERS spectral data obtained in the present studies provide useful references for the food colorant research. The established methods could provide useful methodologies for industry applications in regard to fast raw ingredients screening for food companies as well as quality control for natural colorant manufacturers.