پیاده سازی یک سامانه پرتابل زبان الکترونیک به منظور تشخیص تقلب بنزوات سدیم در رب گوجه‌فرنگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شهرکرد

2 گروه مهندسی بیوسیستم،دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد

3 دانشیار دانشگاه شهرکرد-

چکیده

< p>رب گوجه‌فرنگی از جمله مهمترین چاشنی‌ها در مواد غذایی محسوب می‌شود به طوری که پایش کیفیت و امنیت غذایی در این محصول پر مصرف از اهمیت بالایی برخودار است. در این پژوهش، یک سامانه قابل حمل زبان الکترونیک مشتمل بر آرایه‌ای از حسگر‌های الکتروشیمیایی بر پایه الکترود مغز مداد گرافیتی به منظور تشخیص تقلب بنزوات سدیم در رب گوجه‌فرنگی، پیاده سازی شد. برای ایجاد تقلب در رب گوجه‌فرنگی، بنزوات سدیم در مقادیر مختلف (20، 60 و 100 میکرولیتر) به رب گوجه‌فرنگی طبیعی عاری از بنزوات سدیم اضافه گردید. در فرایند اندازه‌گیری، از تکنیک ولتامتری چرخه‌ای با محدوده پتانسیل 0 تا 1 ولت جهت شناسایی بنزوات سدیم استفاده شد. نتایج نشان داد که 7=pH برای بافر فسفات که به عنوان شناساگر بنزوات سدیم مورد استفاده قرار گرفت، pH بهینه است. همچنین گرافن بهترین عملکرد را به عنوان اصلاح‌گر سطح الکترود مغز مداد گرافیتی برای تشخیص میزان بنزوات سدیم نسبت به دو اصلاح گر نانو‌ذرات طلا و نانو‌ذرات مغناطیسی از خود نشان داد. نتایجی که از طریق طبقه‌بندی نمونه‌ها حاصل شد، قابلیت بالای سامانه زبان الکترونیک را در تشخیص و تمایز تقلب بنزوات سدیم در رب گوجه‌فرنگی نشان داد. با توجه به نتایج بدست آمده سامانه حسگری سه الکترودی مورد استفاده در این پژوهش شامل الکترود کاری مغز مداد گرافیتی، الکترود مرجع نقره/نقره کلرید و الکترود کمکی پلاتین قابلیت بالایی در تشخیص بنزوات سدیم موجود در رب گوجه فرنگی دارد.

چکیده تصویری

پیاده سازی یک سامانه پرتابل زبان الکترونیک به منظور تشخیص تقلب بنزوات سدیم در رب گوجه‌فرنگی

تازه های تحقیق

  • طراحی سامانه زبان الکترونیک سه الکترودی
  • تشخیص بنزوات سدیم موجود در رب گوجه­فرنگی با سامانه زبان الکترونیک
  • تشخیص گرافن به عنوان بهترین اصلاح­گر سطح الکترود کاری مغز مداد گرافیتی

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Implementation of a portable electronic tongue system for detection of sodium benzoate adulteration in tomato paste

نویسندگان [English]

  • Ali Lotfi 1
  • Zahea Izadi 2
  • Mahdi Ghasemi-Varnamkhasti 3
1 Shahrekord University
2 Assistance proffesor
3 Associate professor, Shahrekord University
چکیده [English]

< p >Tomato paste is one of the most important flavorings in food, so monitoring the quality and safety of food in this highly-consumed product is drastically important. In this study, a portable electronic tongue system including an array of electrochemical sensors based on graphite pencil electrodes was implemented to detect sodium benzoate adulteration in tomato paste. To adulterate the tomato paste, different values of sodium benzoate (20, 60, and 100 microliters) were added to the natural tomato paste free of sodium benzoate. In the measurement process, a cyclic voltammetric technique with a potential range of 0 to 1 volt was used to detect sodium benzoate. The results showed that pH = 7 was optimal for phosphate buffer, used to detect sodium benzoate. Graphene also performed the best results as a modifier for the electrode surface of the graphite pencil to detect the amount of sodium benzoate in comparison with two other modifiers such as gold nanoparticles and magnetic nanoparticles. The results obtained by classifying the samples demonstrated the high capability of the electronic tongue system for detection of sodium benzoate adulteration in tomato paste. According to the results, the three-electrode sensor system used in this study, including graphite pencil, silver / silver chloride reference and auxiliary platinum electrodes, is efficient in detection of sodium benzoate in tomato paste.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tomato Paste
  • Electronic tongue
  • Sodium benzoate
  • Adulteration
[1] Rizwan, M., Rodriguez-Blanco, I., Harbottle, A., Birch-Machin, M.A., Watson, R.E.B., & Rhodes, L.E. (2011). Tomato paste rich in lycopene protects against cutaneous photodamage in humans in vivo: a randomized controlled trial. Br. J. Dermatol., 164, 154-162.
[2] Burton-Freeman, B., Talbot, J., Park, E., Krishnankutty, S., & Edirisinghe, I. (2012). Protective activity of processed tomato products on postprandialoxidation and inflammation:a clinical trial in healthy weight men and women. Mol. Nutr. Food Res., 56, 622-631.
[3]  Valencia, C., Sanchez, M.C., Ciruelos, A., Lattore,  A., Madiedo, J.M., & Gallegos, C. (2003).   Non-linear viscoelasticity modeling of tomato paste products. Food Res. Int., 36, 911-919.
[4] Iranian National Standardization Organization 761 (INSO 761). (2016). Canned Tomato Paste-  Specifications and Test Methods., 7th Revision.
[5] Liu, C., Hao, G., Su, M., Chen, Y., & Zheng, L. (2017). Potential of multispectral imaging combined with chemometric methods for rapid detection of sucroseadulteration in tomato paste. J. Food Eng., 215, 78-83.
[6] Ren, L., Meng, m., Wang, p., Xu, Z., Eremin, S.A., Zhao, J., Yin, Y., & Xi, R. (2014). Determination of sodium benzoate in food products by fluorescence polarization immunoassay. Talanta.,121, 136-143.
[7] Hong, X., Wang, J., & Qi, G. (2014). Comparison of spectral clustering, K-clustering and hierarchical clustering on e-nose datasets: application to the recognition of material freshness, adulteration levels and pretreatment approaches for tomato juices. Chemom. Intell. Lab. Syst., 133, 17-24.
[8] Institute of Standards and Industrial Research of Iran 3562 (ISIRI 3562). (2010). Foodgrade sodium benzoate-Specifications and test methods., 1 st Revision.
[9] Faraji, M., & Rahbarzare, F. (2016). Simultaneous determination of four preservatives in foodstuffs by high performance liquid chromatography. Nutr. Food Sci. Res., 3, 43-50.
[10] Vesal, h., Mortazavi, S.A.M., Mohammadi, A., & Esmaili, S. (2013). Measurement of Sodium Sorbate and Sodium Benzoate in Doogh Specimens Presented in Tehran by HPLC Method. Iran. J. Nutr. Sci. Food Technol., 8, 181-190. [In Persian]
[11] Abedi, A.S., Mohammadi, A., Azadniya, E., Mortazavian, A.M., & Khaksar, R. (2014).Simultaneous determination of sorbic and benzoic acids in milk products using an optimised microextraction technique followed by gas chromatography. Food Addit. Contam: Part A., 31, 21-8.
 [12] Ha, D., Sun, Q., Su, K., Wan, H., Li, H., Xu, N., & Wang, P. )2015(. Recent achievements in electronic tongue and bioelectronic tongue as taste sensors. Sens. Actuators, B: Chemical., 207, 1136-1146.
[13] Ivarson, P., Holmin, S., Hojer, N.E., Krantz-Rulcker, C., & Winquist, F. )2001(. Discrimination of tea by means of a voltammetric electronic tongue and different applied waverforms. Sens. Actuators, B: Chemical,. 76, 449-454.
[14] Dias, L.A., Peres, A.M., Veloso, A.C.A., Reis, F.S., Vilas-Boasa, M., & Machado, A.A.S.C. (2009). An electronic tongue taste evaluation: Identification of goat milk adulteration with bovine milk. Sens. Actuators, B: Chemical., 136, 209-217.
[15] Ghasemi-Varnamkhasti, M., Mohtasebi, S.S., Rodriguez-Mendez, M.L., Lozano, J., Razavi, S.H., & Ahmadi, H. (2011). Potential application of electronic nose technology in brewery. Trends Food Sci. Technol., 22, 165-174.
[16] Medina-Plaza, C., García-Hernandez, C., de Saja, J.A., Fernandez-Escudero, J.A., Barajas, E., Medrano, G., GarcíaCabezon, C., Martin-Pedrosa, F., & Rodriguez-Mendez, M.L. (2015). The advantages of disposable screen-printed biosensors in a bioelectronic tongue for the analysis of grapes. LWT - Food Sci. Technol., 62, 940-947.
[17] Rudnitskaya, A., Nieuwoudt, H., H. Muller, N., Legin, A., du Toit, M., & Bauer, F.F. (2010). Instrumental measurement of bitter taste in red wine using an electronic tongue. Anal. Bioanal. Chem., 397, 3051-3060.
[18] Hummers, W.S., & Offeman, R.E. (1958). Preparation of Graphitic Oxide. J. Am. Chem. Soc., 80, 1339.
[19] Dalvand, M.J., Mohtasbi, S.S., & Rafiei, Sh. (2017). Development of an electronic tongue system based on Glycarcarbon electrode in order to quantify ascorbic acid. Iranian Biosyst. Eng.,48, 93-99. [In Persian]
[20] Winquist, F., Wide, P., & Lundström, I. (1997). An electronic tongue based on voltammetry. Anal. Chim. Acta., 351, 21-31.
[21] Holmin, S., Krantz-Rülcker, C., & Winquist, F. (2004). Multivariate optimisation of electrochemically pre-treated electrodes used in a voltammetric electronic tongue. Anal. Chim. Acta., 510, 39-46.