低場核磁共振技術(shù)在食品中的應(yīng)用

【摘 要】低場核磁共振技術(shù)以其檢測迅速、無損、樣品需要量少等優(yōu)點已在食品科學(xué)領(lǐng)域得到一定的研究和應(yīng)用。本文闡述了低場核磁共振技術(shù)在食品中水分和油脂的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】低場核磁共振 食品

低場核磁共振技術(shù)（nuclear magnetic resonance，NMR）是指具有固定磁矩的原子核（如1H、13C、31P、19F、15N、129Xe等）在恒定磁場與交變磁場的作用下，與交變磁場發(fā)生能量交換的現(xiàn)象，目前應(yīng)用較為廣泛的是以氫核為研究對象的核磁共振技術(shù)[1]。其中，將恒定磁場強度低于0.5T核磁共振現(xiàn)象稱為低場核磁共振[2]

1低場核磁共振技術(shù)在食品中水分檢測的應(yīng)用

低場核磁共振技術(shù)在食品中水分的應(yīng)用有很多，在綠豆浸泡過程、大米浸泡過程、海參復(fù)水過程、胡蘿卜切片干燥過程、水分分布、水分含量、水分性質(zhì)，都得到了一定的應(yīng)用。2009年上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院李然[2]等人利用低場核磁共振技術(shù)對綠豆浸泡過程進行了研究，試驗結(jié)果表明，自由水作為溶劑在綠豆吸水過程中參與各種生化反應(yīng)，故自由水的質(zhì)子密度（信號量）上升量最大，從核磁共振圖像中可以看到水是從臍處慢慢進入綠豆內(nèi)。低場核磁共振技術(shù)同樣也可應(yīng)用于其他糧食浸泡過程分析。2007年浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院余瑞鑫[3]等對3種大米浸泡過程中的水分狀態(tài)進行低場核磁共振技術(shù)測定。通過對糯米浸泡過程中水分狀態(tài)變化的研究得出；水分進入到糯米中心所需的浸泡時間最短為35min，浸泡加水量最少為35%；水溫在15-30℃范圍內(nèi)，每升高5℃，糯米達(dá)到相同水分狀態(tài)的浸泡時間可以縮短10min；2009年中國海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院張文杰博士[4]等采用低場核磁共振技術(shù)及其成像技術(shù)研究海參中的水分含量、分布及狀態(tài)變化，研究結(jié)果表明，海參復(fù)水過程初期隨著復(fù)水時間延長，海參體內(nèi)自由水、不易流動水含量增加，但不易流動水含量變化不顯著，低場核磁共振技術(shù)為海參復(fù)水加工過程中物性參數(shù)的研究提供了一種有效方法。2006年南昌航空大學(xué)無損檢測技術(shù)教育部重點實驗室徐剛[5]等為研究胡蘿卜切片在干燥過程中內(nèi)部水分變化的特征，應(yīng)用低場核磁共振技術(shù)的橫向弛豫時間反演譜分析胡蘿卜切片在干燥過程中內(nèi)部水分的變化。試驗結(jié)果證明，干燥過程改變了胡蘿卜樣品中水的結(jié)合狀態(tài)，自由度高的水分向自由度低的遷移；隨著干燥溫度升高，干燥速度加快，但溫度為80℃時，由于物料表面結(jié)殼阻礙了水分的外遷從而影響干燥速率。低場核磁共振技術(shù)不僅在國內(nèi)得到了應(yīng)用，在國外也得到了一定的應(yīng)用。在水分分布上的應(yīng)用，Engelsen[6]等的試驗結(jié)果表明，在焙烤過程中T2曲線顯示了多相性，并可分為3種變化（輕度結(jié)合水上升，牢固結(jié)合水上升，牢固結(jié)合水下降，水相飽和），還觀察到淀粉糊化的主要轉(zhuǎn)變過程。MangitM[7]利用低場核磁共振技術(shù)研究冷藏肉發(fā)現(xiàn)：冷凍溫度越低、凍藏時間越長，肉在解凍、烹飪時的水分損失增加；高pH的新鮮肉比正常pH值的肌原纖維中水分分布更均勻。在水分含量上的應(yīng)用。

2 低場核磁共振技術(shù)在食品中油脂檢測的應(yīng)用

傳統(tǒng)的油脂檢測方法需要大量的時間和化學(xué)試劑，很難在線快速對油脂品質(zhì)變化程度做出評價。新型檢測方法如化學(xué)感官系統(tǒng)電子鼻和近紅外傅里葉變換儀可以快速檢測油樣，但其與常規(guī)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)并不高。因此，尋找一種快速、便捷、靈敏、低成本的新型檢測方法成為油脂行業(yè)的一個新的研究方向。目前，低場核磁共振技術(shù)主要對檢測對象的縱向弛豫時間（T1）、擴散系數(shù)以及CPMG（carr-purcell-meiboom-gill）回波數(shù)據(jù)進行分析，在油脂檢測中應(yīng)用廣泛，2009年Rudi等利用時域NMR技術(shù)對樣品進行復(fù)合弛豫分析，在同一時間測定縱向和橫向弛豫時間T1和T2，使得生產(chǎn)過程中的油水含量可同時測定；2010年Miquel等利用NMR研究榛子油在巧克力中的移動情況，并獲得其擴散系數(shù)；2011年Martina[等建立了NMR弛豫時間與深度煎炸油的極性組分總量建立關(guān)系，發(fā)現(xiàn)NMR弛豫時間能較好的反應(yīng)極性組分含量，利用脈沖式NMR方法測定油脂中超臨界流體色譜（SFC）含量，以鑒別食用植物油摻偽餐飲業(yè)廢油脂；2011年周凝[等應(yīng)用LF-NMR的T2弛豫反演圖譜研究米糠毛油摻偽食用油，發(fā)現(xiàn)米糠毛油在T2弛豫圖譜10ms左右出現(xiàn)特征峰，該峰面積比隨著毛油摻偽量增加而線性遞增。低場核磁共振技術(shù)是一種非常有潛力的油脂快速檢測新技術(shù)，可為后期煎炸油的快速檢測技術(shù)提供基礎(chǔ)研究基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

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