섬유질 식품재료로서 향신료 5종(후추, 바질, 정향, 코리앤더, 계피), 신선채소류 5종(파프리카, 오이, 배추, 양배추, 브로콜리)을 대상으로 screening 방법으로서 PSL, electronic nose, DEFT/APC 분석을, verification 방법으로서 TL, ESR 분석을 실시하여 조사여부를 확인하였다. 또한 건조방법(FD, OD, AE, WAE)에 따른 cellulose radical 확인과 분석특성을 비교하였다. 그 후 향신료와 신선채소류에서 각 한 가지 시료(후추, 파프리카)를 선정하여 건조방법, 용매, 건조병합처리에 따른 ESR spectrum 및 parameter를 분석하여 섬유질 식품 재료의 전자스핀공명분석 개선을 위한 기초자료를 마련하고자 하였다. PSL 측정 결과, 비 조사시료에서 파프리카와 후추는 모두 negative값을 나타내어 모두 비 조사값을 나타내었고 조사된 파프리카는 모두 negative 값을, 조사된 후추는 모두 intermediate 값을 나타내어 조사여부 확인이 불가능하였으며 보다 정확한 판정을 위해 다른 시험법을 필요로 하였다. Electronic nose 측정 결과, 파프리카와 후추 모두 비 조사 시료와 조사 시료의 패턴에 차이가 있었으며, 파프리카의 경우는 조사선량이 증가함에 따라 패턴의 강도가 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. DEFT/APC 측정 결과, 파프리카의 DEFT/APC 값은 비 조사 시료에서 1.778, 1 kGy 조사 시 3.544, 3 kGy 조사 시 5.768의 log 값을 나타내었다. 후추의 경우 비 조사 시료에서 1.567, 1 kGy 조사 시 2.281, 10 kGy 조사 시 8.063의 log값을 나타내어 조사선량의 증가에 따라 유의적으로 변화하였고 조사여부를 확인할 수 있었다. TL 측정 결과, 조사되지 않은 시료는 자연방사선에 의해서 300℃ 부근에서 최고 peak를 가지는 glow curve를 나타내었고, 각 조사 시료에서는 150-250℃의 부근에서 특유의 glow curve를 나타내어 조사구의 형태를 확인할 수 있었다. 또한 모든 비 조사 시료의 경우 TL ratio가 0.1 이하로 나타났으며, 모든 조사시료에서는 0.1보다 높은 값을 나타내어 TL ratio 기준에 따라 조사 여부 확인이 가능하였다. ESR 측정 결과, 감마선 조사된 신선채소의 경우 모든 시료가 2, 5 kGy로 조사되었을 때 central signal (g0)을 중심으로 좌우 3 mT의 간격으로 작은 peak (g1, g2)가 나타나 cellulose radical을 확인할 수 있었다. 감마선 조사된 향신료의 경우, 10 kGy 조사된 바질과 코리앤더는 비 조사구와 유사한 형태의 ESR signal이 확인되어 특이적인 signal은 발견되지 않았다. 그러나 바질(50 kGy), 계피(10, 50 kGy), 정향(10, 50 kGy), 후추(10, 50 kGy)의 경우 central signal (g0)을 중심으로 좌우 3 mT의 간격으로 작은 peak (g1, g2)가 나타나 cellulose radical로 확인되었다. 건조방법에 따른 ESR spectrum 분석 결과, FD, OD 처리 시 다른 처리구에 비해 조사유래의 signal이 약하게 나타났고 Mn2+ ion과 cellulose radical이 혼재하여 나타났다. 반면 AE, WAE 처리 시 Mn2+ ion이 제거되어 명확한 signal이 나타났다. 용매처리에 따른 ESR spectrum 분석 결과, ACE, HXE 처리 시 Mn2+ ion이 제거되어 선명한 side signal을 확인하였다. NAE 처리 시 일부 cellulose가 강산에 의해 sugar로 분해되어 cellulose 유래의 signal 뿐만 아니라 sugar 유래의 signal이 관찰되었다. 건조 병합처리에 따른 ESR spectrum 분석 결과, AE와 FD를 병행처리에 비해 AE와 OD의 병행처리는 △H 값이 증가하였으며, 이는 cellulose radical이 수직으로 높은 차이가 나기 때문에 보다 덜 명확한 signal이 나타나는 결과라 할 수 있다. 따라서 AF 또는 FA 처리구에서 보다 명확한 ESR 결과를 얻을 수 있었다.

Different screening analyses, such as photostimulated luminescence (PSL), electronic-nose (e-nose), and DEFT/APC were conducted to distinguish food products according to their irradiation status, where the results were also confirmed through thermoluminescence (TL) analysis of separated silicate minerals and electron spin resonance (ESR) analysis of radiation-specific free radicals. ESR analysis was further investigated using various pretreatments, such as freeze-drying (FD), oven-drying (OD), alcoholic-extraction (AE), and water-washing and alcoholic-extraction (WAE) to lower moisture contents and improve ESR features of radiation-specific cellulose radicals.
In addition, different solvent, such as acetone, hexane, and nitric acid were used for sample extraction and the effect of combined pretreatment was also examined.
PSL analysis showed negative results for non-irradiated and irradiated paprika, while irradiated black pepper gave intermediate value, which presented the limited potential of PSL technique. E-nose results provided easy screening and showed different patterns of volatile compounds for non-irradiated and irradiated samples. The screening based on DEFT/APC results was also possible, which showed log (DEFT/APC) of non-irradiated samples lower than 2 and log (DEFT/APC) of irradiated samples in range of 2.3-8.1.
In TL measurement, TL glow curves of non-irradiated samples appeared at about 300℃ with low intensity. All irradiated samples were easily distinguishable through radiation-specific strong TL glow curves with maximum peak in range of 150-250℃. TL ratio (TL1/TL1) of non-irradiated samples were lower than 0.1, while irradiated samples showed TL ratio higher than 0.1. In ESR measurement, All non-irradiated samples exhibited the single central signal (g0=2.0007). Upon irradiation, there was an increase in intensity of central signal where as two side peaks, mutually spaced at 6 mT, were also observed. These side peaks with g1 (left) = 2.023 and g2 (right) = 1.985 were attributed to radiation-induced cellulose radicals.The signal noise, particularly due to Mn2+ signals, was reduced using AE and WAE pretreatments. Overall better results were observed using AE and WAE with clear ESR spectral features of side peaks. The applicability of NAE treatment was not possible due to the chemically-induced ESR signals, which had similarity with sugar radical signals. Different solvent extraction techniques, such as AE, WAE, ACE, and HXE provided better ESR signal properties than FD and their use can be considered to identify cellulose containing irradiated foods using ESR analysis. AF and FA proved as best combinations to get improved ESR results.
PSL, e-nose, and DEFT/APC techniques can provide effective screening of irradiated foods with few limitations. TL analysis can be most promising to provide definite prove of irradiation history of food samples. ESR spectral properties of radiation-specific free radicals in cellulose containing foods can be improved using different sample pretreatments.