脈沖核磁共振儀助力食品行業(yè)固體脂肪含量測試（國標(biāo)方法）
固體脂肪含量（SFC）測量是食品工業(yè)中普遍需要進行的步驟。固體脂肪含量分析對于生產(chǎn)脂肪基食品的食品制造商非常重要。用于SFC測定的傳統(tǒng)提取方法速度慢，不可重復(fù)，并且需要額外的化學(xué)品。通過脈沖核磁共振法直接測量 SFC 可快速準確地確定 SFC 值。脈沖核磁共振作為脂肪和油類分析的方法包含在以下測試標(biāo)準中：AOCS Cd 16b-93 于 2000 年修訂（美國）、ISO 8292（歐洲）、GBT（國標(biāo)）
什么是固體脂肪含量？
固體脂肪含量是在一定溫度下脂肪中固體的百分比。固體脂肪含量（SFC）是一種重要特性，可以影響脂肪基食品的外觀，風(fēng)味釋放，融化速率，保質(zhì)期和穩(wěn)定性。比如，在巧克力行業(yè)中，人們希望制造具有理想固體脂肪含量的產(chǎn)品，使巧克力在室溫下保持固體狀態(tài)，但仍然為消費者提供“在口中融化”的體驗。從固體脂肪含量中了解產(chǎn)品的各種特性，使工程能夠指導(dǎo)制造過程，生產(chǎn)最優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
為什么需要測量固體脂肪含量？
固體脂肪含量決定了脂肪的許多重要特性,如外觀、感官特性和延展性。SFC還影響熔融特性,表明脂肪在不同溫度下的行為。食用油產(chǎn)品的可塑性或稠度取決于固體含量。固體脂肪含量隨溫度的變化、熔融范圍的銳度以及晶體形態(tài)等其他因素決定了脂肪可被視為塑料的范圍。根據(jù)研究報導(dǎo),理想的分散性發(fā)生在大約15-35%固體的范圍內(nèi),稱為脂肪的塑性范圍。在10℃溫度下,SFC不大于32%對于良好的鋪展性至關(guān)重要,而在4℃和10℃之間的SFC決定了產(chǎn)品在制冷溫度下的鋪展性。25℃攝氏度的SFC會影響可塑性,而33℃攝氏度的SFC會影響口感。
另一方面，我們食用的大豆油、菜籽油容易受到氧化,不能重復(fù)使用,造出來的食物保質(zhì)期也短。為了能充分利用資源,食品生產(chǎn)商利用氫化油脂技術(shù),將各類油氫化,成為半固體的油脂。好處是油變得非常穩(wěn)定,適合用于食品加工,但同時也制造了“反式脂肪”。與其他可在飲食中攝取的脂肪不同,反式脂肪對健康并無益處,也不是人體所需要的營養(yǎng)素。相反,反式脂肪可使身體里的 “壞膽固醇”上升,并使 “好膽固醇”下降。世界各地的健康管理機構(gòu)建議將反式脂肪的攝取量降至最低;一些國家已經(jīng)立法限制食物里反式脂肪的含量與使用。
固體脂肪含量分析對于生產(chǎn)脂肪基食品的食品制造商非常重要。從產(chǎn)品工藝優(yōu)化、質(zhì)量控制、食品營養(yǎng)和保健、符合法規(guī)等方面，都需要測量固體脂肪含量指標(biāo)。
脈沖核磁共振法如何測量固體脂肪含量？
固態(tài)和液態(tài)脂肪中的H由于存在狀態(tài)不同，脈沖核磁共振FID信號衰減表現(xiàn)出截然不同的特性。固體脂肪信號衰減很快，一般在70微秒時已經(jīng)衰減為0。液體脂肪信號衰減較慢，一般認為在70微秒處基本無損失。
由于來自固體的核磁共振信號衰減比來自液體的核磁共振信號衰減快得多。因此，可以在FID（下圖）上的兩個點進行測量，分別在“t1=11us”點進行測量，該點對應(yīng)固體和液體信號的總和A1。在另一個點“t2=70us”進行測量，該點固體信號已經(jīng)衰減到0，測試到的信號A2僅為液體信號。通過計算，即可得到樣品在對應(yīng)溫度下的固體脂肪含量。對多個溫度進行測試，即可得到溫度與固體脂肪的變化曲線。
脈沖核磁共振法測量固體脂肪含量原理圖
固體脂肪含量-溫度曲線
脈沖核磁共振法測量固體脂肪含量的優(yōu)勢：
脈沖核磁共振法是唯一一種直接測量固體脂肪含量(SFC)的技術(shù),與間接測試方法不同,如差示掃描量熱法(DSC)和膨脹計法, 間接測試方法是通過測量熔點(即固相熔融導(dǎo)致的體積變化)獲得結(jié)果。
多年來, 脈沖核磁共振法一直是測定SFC的首選方法。脈沖核磁共振法也是官方公認SFC測量標(biāo)準方法，相比傳統(tǒng)方法具有很多優(yōu)勢：
雖然樣品需要恒溫處理，但核磁法測量時間短(通常為6秒)，測試過程簡單；
儀器操作簡單，簡單需培訓(xùn)即可使用儀器；
核磁共振技術(shù)是無損檢測技術(shù),可對同一樣品進行重復(fù)測量或進行其他測量；
核磁法校準方便，儀器穩(wěn)定可靠；
臺式脈沖核磁共振固體脂肪含量分析儀PQ001-SFC
需要測量固體脂肪含量的脂肪和油：
牛肉脂肪
黃油
雞油
椰子油
奶油
氫化油和部分氫化油
豬油（豬油）
乳脂
棕櫚油
起酥油
人造奶油棒
