低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在食品農(nóng)產(chǎn)品水分分析的應(yīng)用

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)用于食品農(nóng)產(chǎn)品水分分析
 

低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）及其成像技術(shù)（MRI）以其檢測(cè)迅速、無(wú)損、可同時(shí)獲得樣品在時(shí)間和空間上的信號(hào)信息等特點(diǎn)已在食品及農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)方向得到一定的研究和應(yīng)用。本文簡(jiǎn)述低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在食品及農(nóng)產(chǎn)品水分分析以及在農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏中的應(yīng)用。
 

水分是食品的主要成分之一，其含量、分布、流動(dòng)性及其變化直接影響食品體系的外觀、結(jié)構(gòu)、流變性質(zhì)、穩(wěn)定性、以及對(duì)微生物的敏感性和貨架期等。測(cè)量含水量的方法包含干燥法、蒸餾法、卡爾•費(fèi)休法、電導(dǎo)測(cè)定法和近紅外光譜法等。以上方法或者在測(cè)量準(zhǔn)確度、靈敏度上有待提高，或者會(huì)損壞樣品的完整性。

對(duì)于食品中水分子結(jié)合能力和流動(dòng)性等的測(cè)定，傳統(tǒng)方法僅能獲得少量關(guān)于食品中物理狀態(tài)結(jié)合水的信息。另外，對(duì)食品中的水分移動(dòng)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)和控制，對(duì)于預(yù)測(cè)產(chǎn)品的貨架期及提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性將產(chǎn)生積極的意義，這就需要一種方法能夠有效檢測(cè)樣品中水分的空間分布信息。

低場(chǎng)核磁共振分析及成像技術(shù)作為近年來(lái)迅速發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)，運(yùn)用于水分測(cè)量具有顯著的技術(shù)特點(diǎn)：該技術(shù)對(duì)樣品無(wú)損、無(wú)污染；測(cè)量迅速、準(zhǔn)確；可同時(shí)獲取樣品在時(shí)域和空間上的信息，可獲得樣品整體的不同狀態(tài)水分的弛豫時(shí)間分布及內(nèi)部任意層面的圖像，方便研究樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性。

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)的應(yīng)用：

●含水量測(cè)定

在早些時(shí)期，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)就被成熟應(yīng)用于研究種子、木材以及食品等的含水量測(cè)試。核磁共振信號(hào)強(qiáng)度與H質(zhì)子含量成正比，可以通過(guò)信號(hào)量的多少對(duì)應(yīng)于水分含量。

●水分的T2分布及流動(dòng)性研究

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)不僅能夠快速、準(zhǔn)確測(cè)量樣品的含水量，還能獲得樣品的T2/T1弛豫時(shí)間分布圖，觀察到不同流動(dòng)性的水組分。對(duì)于不同的食品及農(nóng)產(chǎn)品，通過(guò)低場(chǎng)核磁共振技術(shù)獲得的T2弛豫時(shí)間分布圖不同。如肉與肉制品中水分的T2弛豫譜圖中一般可獲得三種3種水存在形態(tài)。

●水分流動(dòng)性變化研究

加工工藝的不同會(huì)改變食品及農(nóng)產(chǎn)品中水分分布狀態(tài)及流動(dòng)性，而低場(chǎng)核磁共振技術(shù)可以迅速準(zhǔn)確地捕捉到這一變化。由于低場(chǎng)核磁共振技術(shù)檢測(cè)時(shí)間段，不需要對(duì)樣品進(jìn)行處理，可實(shí)現(xiàn)過(guò)程變化檢測(cè)，為企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、工藝調(diào)整提供有力檢測(cè)工具。

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)廣泛應(yīng)用于食品及農(nóng)產(chǎn)品中的水分含量測(cè)定、水分分布及流動(dòng)性變化情況研究，并與其食用品質(zhì)、加工貯藏特性間的進(jìn)行了相關(guān)性研究，可實(shí)現(xiàn)快速、動(dòng)態(tài)地預(yù)測(cè)和控制食品及農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量品質(zhì)。隨著國(guó)產(chǎn)化低場(chǎng)核磁共振設(shè)備日趨成熟和快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)同行使用儀器成本大大降低，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)將在食品水分分析中起著越來(lái)越重要的作用。

【史然LF-NMR及其成像技術(shù)在食品水分分析中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 計(jì)測(cè)技術(shù), 2014, 000(0z1):70-74.】