كاربرد بيناب نمايي فروشكست القايي ليزري در شناسايي و تعيين غلظت عناصر موجود در شير

Application of LIBS for Identification and Determination of Element Concentrations in Milk

سابقه و هدف: شير و فراورده هاي آن در بسياري از نقاط جهان بخش مهمي از رژيم غذايي انسان را تشكيل مي دهند. اين ماده غذايي از عناصر مفيد گوناگوني مانند كلسيم، پتاسيم، كلر، فسفر، منيزيم، روي و ... تشكيل شده است. در هنگام تغذيه دام، برخي عناصر سنگين و خطرناك مانند سرب، آرسنيك و كادميوم از طريق خوراك دام به شير منتقل مي شوند. هدف از اين تحقيق معرفي روش بيناب نمايي فروشكست القايي ليزري (LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy جهت شناسايي و تعيين غلظت عناصر موجود در نمونه هاي مختلف شير پاستوريزه و تازه گاو مي باشد. مواد و روشها: اين پژوهش در سال 1392 برروي 6 نوع شير توليدي از كارخانجات مختلف و يك نمونه شير خام تهيه شده از گاوداري صنعتي انجام شد. هركدام از انواع شيرها 7 مرتبه با استفاده از سيستم LIBSCAN100 تحت آناليز قرار گرفت. سپس طيف هاي ثبت شده توسط نرم افزار Plasus Specline مورد تجزيه و تحليل واقع شدند. يافته ها: در اين تحقيق پنج عنصر اصلي موجود در شير شامل كلسيم، فسفر، پتاسيم، منيزيم، سديم، چهار عنصر جزئي شامل روي، مس، سلنيوم و آهن و همچنين سه فلز سنگين شامل سرب، كادميوم و آرسنيك مورد آناليز قرار گرفتند. تغييرات ميانگين غلظت عناصر مختلف در نمونه هاي پاستوريزه به صورت زير است: Ca: [1000-11000µg/g]، K: [0-13000 µg/g]، Mg: [100-3000 µg/g]، P: [0-1800 µg/g]، Na: [200-3000 µg/g]، Zn: [300-28100 µg/g]، Cu: [100-10600 µg/g]، Se: [1-113 µg/g]، Fe: [100-8900 µg/g]، Cd: [0.110-0.690 µg/g]، Pb: [0.1-0.84 µg/g]، As: [0-0.860 µg/g]. نتيجه گيري: در اين تحقيق روش آناليزي جديدي كه داراي سرعت زيادي بوده و به آماده سازي نمونه نيازي نداشته و اثرات غير مخرب بر روي ماده ايجاد نمي كند، معرفي گرديد. نتايج آناليز نشان داد كه غلظت عناصر مفيد به شاخص RDI (Recommended Daily Intake ) نزديك و همچنين در مورد عناصر سنگين، غلظت آن ها كمتر از آستانه PTWI (Provisional Tolerable Weekly Intake) مي باشد.

Background and Objectives: Milk and dairy products in many parts of the world constitute a major part of the human diet. This nutrient is composed of various elements such as calcium، potassium، chlorine، phosphorus، magnesium، zinc، etc. In animal nutrition، some heavy and dangerous metals like lead، arsenic and cadmium are transmitted through animal feed to the milk. The purpose of this study is introducing Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) method for identifying and determining the element concentrations in pasteurized and raw cow milk. Materials and Methods: This research was done on six types of milk from different milk factories، and raw milk from a dairy industry in 2013. Each of these milks was analyzed 7 times by using LIBSCAN100 system and Plasus Specline software. Results: In this research، the mean concentration of five major elements (calcium، phosphor، potassium، magnesium، and sodium)، four partial elements (zinc، copper، and Iron)، and three heavy metals (lead، cadmium، and arsenic) was determined. The variations of mean concentration of different elements in the pasteurized samples are as follows: Ca: [1000-11000µg/g]، K: [0-13000 µg/g]، Mg: [100-3000 µg/g]، P: [0-1800 µg/g]، Na: [200-3000 µg/g]، Zn: [300-28100 µg/g]، Cu: [100-10600 µg/g]، Se: [1-113 µg/g]، Fe: [100-8900 µg/g]، Cd: [0.110-0.690 µg/g]، Pb: [0.1-0.84 µg/g]، As: [0-0.860 µg/g]. Conclusion: In this research، a new high speed non-destructive analytical method with no need to initial preparation is introduced. The results of analyze showed that the concentrations of nutrient elements are close to RDI factor، and the concentrations of toxic elements are under the PTWI threshold.