Thermoluminescence characteristics of the irradiated minerals extracted from red pepper (Capsicum annuum L.) spice

J. Marcazzó^a;b, E. Cruz-Zaragoza^a;*, L. Montiel^a, V. Chernov^c and T. Calderón^d

^a Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México, A.P. 70-543, 04510 México D.F., México. *Corresponding author: Tel.: +52 55 56224683; Fax: +52 55 56162233. E-mail: ecruz@nucleares.unam.mx

^b Instituto de Física Arroyo Seco, Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires, Pinto 399, 7000 Tandil, Argentina.

^c Centro de Investigación en Física, Universidad de Sonora, A.P. 5-088, Hermosillo, Sonora, 83190 México.

^d Departamento de Química Agrícola, Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma de Madrid, 28049-Cantoblanco, Madrid, España.

Recibido el 3 de junio de 2011;
aceptado el 8 de febrero de 2012

Abstract

The inorganic polymineral content in the foodstuffs allows to analyze the main thermoluminescence (TL) characteristics that may be useful in the identification of irradiated food. The mineral fraction was separated from commercial Mexican red pepper (Capsicum annuum L.). X-ray diffraction shows that the mineral composition of the samples was mainly quartz. From the mineral fraction of different grain sizes, samples of 149 μm were selected for this study because of the high TL signals. The samples were irradiated from 1 to 500 Gy by using a ⁶⁰Co irradiator. The TL characteristics like glow curve shape, dose-response, UV and sunlight bleaching and fading were analyzed. The glow curves show an intense TL peak at 82 ºC followed by others with less intensity at 130, 170 and 340 ºC. The TM-TSTOP method shows six TL glow peaks that was taken into account for calculation the activation energies values. Because the complex structure of the glow curves, the kinetics parameters were determined by using a computerized deconvolution program assuming the general order kinetics model.

Keywords: Minerals; Red pepper; irradiated foodstuffs; thermoluminescence; glow curve structure.

Resumen

La fracción inorgánica polimineral que está presente en los alimentos, permite analizar características termoluminiscentes (TL) que pueden ser útiles para la identificación de alimentos irradiados. La fracción mineral fue separada de muestras de pimentón rojo (Capsicum annuum L.) de tipo comercial y de origen mexicano. La difracción de rayos-X mostró que la composición mineral es esencialmente cuarzo. Se seleccionaron distintos tamaños de grano y se eligieron aquéllas muestras de 149 μm debido a su intensa señal TL. Las muestras fueron irradiadas desde 1 hasta 500 Gy utilizando un irradiador de ⁶⁰Co. Se analizaron las propiedades TL tales como la estructura de la curva de brillo, la relación dosis-respuesta, la disminución de las señales TL debido al blanqueo de las muestras a la luz solar y ultravioleta (UV) y durante el almacenamiento de las muestras a temperatura ambiente o fading. Las curvas de brillo mostraron un pico TL intenso en 82 ºC, seguido de otros picos con menor intensidad en 130, 170 y 340 ºC. El método TM-TSTOP mostró que las curvas de brillo estaban compuestas de seis picos TL, los cuales se consideraron para el cálculo de los valores de las energías de activación. Debido a la estructura compleja de las curvas de brillo, los parámetros cinéticos se calcularon utilizando una deconvolución mediante un programa de cómputo considerando el modelo de cinética de orden general.

PACS: 78.60.Kn; 61.80.Ba; 78.55.Hx

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Acknowledgments

This work has been funded by DGAPA-UNAM project IN121109-3. The author, J. Marcazzó, thank to DGAPAUNAM (Mexico) for his postdoctoral position. Thanks also to ''Tres Villas S.A. de C.V.'' company for provided the red pepper samples for this study. The authors are grateful to Noemí González Díaz (UAM-Madrid) for XRD measurements of the samples.

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