低场核磁共振技术研究超高压处理对乳化肠质构和水分分布的影响

目的:通过对高压结合热处理的乳化肠质构及其复合热凝胶体系中水分子状态分布的相关性研究,从水分子弛豫特性变化的角度揭示高压处理改善乳化肠质构特性的原因。方法:以低温乳化香肠为实验材料,研究不同压力处理组乳化肠的硬度和剪切功、水分子T2弛豫特性以及各指标之间的相关性。结果:与未高压组相比,随着压力增大,高压乳化肠硬度先增加后减小,而剪切功持续减小;低场核磁工作(NMR)T2弛豫测定结果表明高压处理对凝胶体系中不易流动水(T23)的影响最大,随着作用压力增大该状态水分子不仅含量增加,而且与肌原纤维蛋白的结合程度增强(p0.05);相关性分析显示,香肠硬度与T22和T23的峰面积百分数显著相关,而剪切功与T21、T22和T23的弛豫时间显著相关。结论:超高压处理可以显著影响乳化肠硬度,降低剪切功,且硬度与弛豫峰面积百分数显著相关,剪切功与弛豫时间显著相关。     

低场核磁共振技术研究超高压处理对乳化肠质构和水分分布的影响

目的:通过对高压结合热处理的乳化肠质构及其复合热凝胶体系中水分子状态分布的相关性研究,从水分子弛豫特性变化的角度揭示高压处理改善乳化肠质构特性的原因。方法:以低温乳化香肠为实验材料,研究不同压力处理组乳化肠的硬度和剪切功、水分子T2弛豫特性以及各指标之间的相关性。结果:与未高压组相比,随着压力增大,高压乳化肠硬度先增加后减小,而剪切功持续减小;低场核磁工作(NMR)T2弛豫测定结果表明高压处理对凝胶体系中不易流动水(T23)的影响最大,随着作用压力增大该状态水分子不仅含量增加,而且与肌原纤维蛋白的结合程度增强(p<0.05);相关性分析显示,香肠硬度与T22和T23的峰面积百分数显著相关,而剪切功与T21、T22和T23的弛豫时间显著相关。结论:超高压处理可以显著影响乳化肠硬度,降低剪切功,且硬度与弛豫峰面积百分数显著相关,剪切功与弛豫时间显著相关。      

注水肉糜的低场核磁弛豫特性及判别分析

在对不同注水比例肉糜的低场核磁弛豫特性系统分析的基础上,进一步探索了肉糜注水程度定性、定量判别的可行性。结果发现:肉糜注水后,弛豫特性发生显著改变;随注水比例的增大,T2w呈线性增加(R2=0.9118);T22、T22m在注入比例为2%~14%、16%~30%、32%~40%内呈阶梯型增大,且各范围间T22、T22m差异显著(p0.05);S22相对增大,S23相对减小。LF-NMR结合判别分析发现,相同注水程度肉糜相对集中,不同注水程度(原料肉、轻度、中度、重度注水肉)组质心差别明显。注水程度分组正确率、交叉验证正确率分别为85.70%~100%、81.00%~100%。研究表明,可借助LF-NMR的T2w对肉糜注水比例进行有效预测,亦可通过多组分弛豫特性结合判别分析实现对肉糜注水程度的判别。     

基于低场核磁共振技术研究油莎豆热泵干燥特性

为研究热泵干燥技术对油莎豆干燥过程的影响,选取4种不同热泵温度,利用6种薄层干燥模型和低场核磁共振技术分析油莎豆在热泵干燥中的干燥特性、水分分布状态及其变化规律。结果表明：70 ℃热泵温度所用时间较40 ℃缩短了61.9%;得出Logarithmic模型能最好的描述油莎豆的热泵干燥过程,R2均＞0.99;低场核磁共振（LF-NMR）横向弛豫图谱显示油莎豆内不易流动水与自由水是热泵干燥过程中水分流失的主要来源;峰面积变化曲线图显示不同热泵温度对不同状态水分的散失和迁移的影响程度不同;热泵温度越高,核磁成像技术（MRI）图中红色区域消失越快;根据扫描电镜图发现70 ℃时油莎豆内部结构被严重破坏,不建议70 ℃以上温度干燥油莎豆。该研究可以为油莎豆热泵干燥工艺设计和水分动态变化研究提供理论参考。     

超高压处理对低脂乳化肠水分分布及微观结构的影响

以低脂乳化肠为材料,对0.1、100、200、300 MPa处理组进行保水性、低场核磁共振检测和扫描电子显微镜观察,并进行主成分分析,从水分子弛豫特性变化和微观结构角度揭示高压改善低脂乳化肠保水性的原因。结果表明：与对照组相比,压强从100 MPa增大到300 MPa时,结合水和不易流动水比例显著增加,自由水比例显著减少（P＜0.05）,其中200 MPa处理组水分分布情况最佳;扫描电子显微镜观察结果显示各组低脂乳化肠微观结构存在明显差异,超高压处理显著增加了凝胶结构中孔隙数量和大小;主成分分析表明保水性、微观结构和水分分布密切相关。因此,适当的超高压处理可以改善乳化肠的微观结构,降低凝胶水分分布中自由水含量,提高低脂乳化肠的保水性。     

低场核磁共振技术研究猪肉冷却过程中水分迁移规律

目的:采用低场核磁弛豫时间和低场核磁成像技术,研究在模拟冷库环境条件下,风循环冷却和雾化喷淋冷却过程中猪肉水分迁移规律。方法:选择宰后2 h内的整条带皮猪背最长肌(通脊)10条,沿肌肉走向垂直方向分切成4份14 cm×10 cm×6 cm的肉块,其中2份保留猪皮及皮下脂肪(带皮组),另2份则去除猪皮及皮下脂肪(不带皮组),带皮组和不带皮组肉块分别放入风循环冷却和雾化喷淋冷却的模拟冷库中进行冷却,并于0.0、1.5、3.0、4.5、6.0 h和7.5 h进行低场核磁共振横向弛豫时间(T_2)和低场核磁成像测定,同时记录肉块质量变化。结果:风循环冷却过程中猪肉中结合水峰面积A_(2b)和结合水占猪肉中总水分的百分比P_(2b)变化差异不显著(P0.05)、不易流动水t_(21)显著降低(P0.05),自由水A_(22)、P_(22)也显著降低(P0.05);而在雾化喷淋冷却过程中,结合水A_(2b)、P_(2b)和不易流动水t_(21)、A_(21)、P_(21)变化差异不显著(P0.05),自由水A_(22)、P_(22)则显著降低(P0.05)。带皮猪肉和不带皮猪肉在冷却过程中水分迁移的变化过程相同,但水分损耗存在差异。结合图像分析,在冷却过程初期,猪肉干耗主要是自由水的损失;而冷却后期,猪肉干耗则主要是部分不易流动水的损失。雾化喷淋冷却通过补充外源水,来减小猪肉内部和外表的水势差而抑制不易流动水由内向外迁移,可有效降低冷却干耗。     

煎炸猪油掺杂比例对猪油低场核磁共振弛豫特性及脂肪酸组成的影响

研究不同比例煎炸猪油掺入食用猪油样品的低场核磁共振（low field-nuclear magnetic resonance,LF-NMR）弛豫特性及脂肪酸组成,并分析了二者间的相关性。结果表明：随着煎炸猪油掺杂比例的增加,猪油样品的T21峰起始时间显著减小（P＜0.05）、峰面积比例S21和S22/S23线性增加（R2＞0.968 1）,S22的增长规律符合二项式关系（R2=0.988 6）,峰面积比例S23、单组分弛豫时间T2W、不饱和脂肪酸C18∶1＋C18∶2的含量及不饱和脂肪酸含量/饱和脂肪酸含量（相对不饱和度）均线性降低（R2＞0.956 2）,而T22峰起始时间呈阶梯下降趋势,T23峰起始时间与掺杂比例间的规律性不明显。此外,样品的棕榈油酸C16∶1、棕榈酸C16∶0、亚油酸C18∶2、硬脂酸C18∶0、C18∶1+C18∶2含量及相对不饱和度与LF-NMR弛豫特性S21、T21、S22、T23、T2W存在良好的相关性（R2为0.942～0.995）。研究表明可通过样品的LF-NMR弛豫特性有效反映脂肪酸组成和含量的变化,并对煎炸猪油掺杂比例进行预测。     

基于低场核磁技术研究活性墨水中染料与水的相互作用

采用低场核磁共振分析技术(LF-NMR)的弛豫时间分布测量方法,对高质量分数活性染料墨水体系进行分析,研究不同活性染料溶液的弛豫特性,分析活性染料墨水体系中水与染料之间的相互作用。结果表明,染料溶液体系的低场核磁弛豫响应与染料、水的相互作用存在良好的关联,可以根据结合水比例P22判断染料的聚集性能,并根据弛豫信号幅值分析染料与水之间氢键作用的大小;同时与墨水进行了紫外吸收光谱性能和黏度比较,验证其可靠性。这些结果有力地证明了LF-NMR是一种快速的、不需要对高质量分数墨水进行稀释就能分析墨水中染料与水之间相互作用的测试方法,也是筛选墨水配方染料并提升墨水性能的方法。     

水-乙醇二元体系的低场核磁共振弛豫特性研究

应用低场核磁共振(1H LF-NMR)技术对不同浓度水-乙醇二元体系的弛豫特性进行了研究,并结合分子模拟计算获得的体系的氢键变化进行了分析。结果表明,不同浓度下水-乙醇体系的氢键缔合状态可引起低场核磁弛豫特性的变化。对0%≤XW≤10%的水-乙醇体系而言,水与乙醇可通过氢键形成H2O(Et OH)n团簇,表现为T21先增加,后减小并保持相对稳定,而单组分弛豫时间(T2w)逐渐减小。对10%≤XW≤100%的水-乙醇体系而言,单组分弛豫时间T2w呈先缓慢减小再逐渐增加的趋势;当10%≤XW30%时,乙醇分子间缔合为主,形成(H2O)m(Et OH)n团簇,T21先相对稳定再减小。当30%≤XW≤60%时,单体水分子与乙醇自缔合团簇的结合逐渐达到饱和,T21再次呈相对稳定的现象。当60%XW≤100%时,体系内以水分子间的氢键缔合为主,且(H2O)m(Et OH)n团簇解离,T21呈增大趋势。     

基于低场核磁共振（LF-NMR）弛豫特性的油脂品质检测研究

研究了低场核磁共振（LF-NMR）检测过程中的仪器参数、检测温度及体积等对大豆油、棕榈油和猪油弛豫特性检测结果的影响,并给出了适用于含固态脂类油脂样品的LF-NMR检测条件,即:TR=2000ms,τ=250μs,EchoCount=6000个,检测体积2.5mL,检测温度50℃。并应用建立的方法对多种地沟油样品进行了检测。结果表明,基于油样的LFNMR弛豫特性,可有效区分8种固态油样和10种液态地沟油,检测正确识别率可达75%和100%,有效避免了假阳性,且S21峰比例面积可有效反映样品的掺杂梯度变化,说明了该方法对固态和液态地沟油也具有较好的识别能力,在后期油脂品质检测应用中具有较好的可行性。      

低场核磁共振技术检测煎炸油品质

应用低场核磁共振技术对无对象煎炸大豆油油样进行检测,通过对多组分T2弛豫图谱以及峰面积比例S21和单组份弛豫时间T2w分析,煎炸4h后图谱中10ms左右出现明显特征小峰,且S21和T2w与煎炸时间、酸价、黏度、吸光度和极性组分含量呈现良好的规律性,相关系数在0.941～0.997之间,说明可以利用低场核磁共振检测的S21和T2W有效反映煎炸油的品质变化。但与过氧化值之间无明显规律性。结果可为后期煎炸油的低场核磁共振技术快速检测提供基础。     

一种基于LF-NMR技术的不同含水量猪肉检测方法研究

研究了一种基于低场核磁共振技术的不同含水量猪肉检测方法。选择猪背部最长肌于宰后5 h内注射肉质量分数分别为0%、8.72%、14.23%和17.03%的蒸馏水,于注水后0、12 h和24 h测定肉色（L*、a*和b*）、低场核磁共振横向弛豫时间（T2）。结果表明,随着注水量的增加,低场核磁共振中T2中第2个峰（T21）的峰时间（t21）增大、峰面积（A21）减小、峰面积比（P21）减小以及色差中的亮度值（L*）增大,其他指标变化相对较小。因此,建议利用t21、A21、P21、L*这4 项指标组合,检测不同含水量的猪肉。     

低场核磁共振法测定猪肉中脂肪含量

为避免索氏抽提法使用有机溶剂带来的环境污染与危害,提高猪肉中脂肪含量的检测效率,采用低场核磁共振技术研究测定猪肉中脂肪含量。首先优化回波时间、重复扫描次数等信号采集参数和样品质量、烘干时间、检测温度等样品相关参数,然后对方法重复性和精密度进行考察验证。结果表明,4 g肉糜烘干6 h,在检测温度50 ℃、回波时间0.3 ms、重复扫描次数64 次条件下,以纯猪油为标准样品,检测结果良好,标准曲线R2达到0.999 9,重复性相对标准偏差为1.69%～2.72%,日内、日间精密度分别为3.07%、2.57%。该低场核磁法与GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》中索氏抽提法之间相关系数高达0.999 5。因此,该方法可用于猪肉中脂肪含量的准确定量,同时可为其他畜禽肉脂肪含量的测定提供参考。     

低场核磁共振技术快速检测鲜乳水分方法研究

运用低场核磁共振技术研究鲜乳变质过程中水分的变化规律,选取反转恢复脉冲序列和Carr-Purcell-
Meiboom-Gill序列测定鲜乳样品在不同贮藏时间的弛豫参数,根据纵向弛豫时间T1、横向弛豫时间T2观测样品的水
分含量,并通过T2反演数据的拟合结果得出自由水和结合水的变化趋势。研究表明,随着贮藏时间的延长直至鲜乳
变质腐败,鲜乳中的总水分先减少后增加,其中自由水减少,结合水先减少后增加。结果表明,低场核磁共振技术
可用于快速、有效地判定鲜乳的新鲜程度,并有助于在鲜乳贮运过程中品质的实时监控。     

利用低场核磁共振技术研究调味山药片真空微波干燥过程中水分的变化规律

为研究调味山药片真空微波干燥过程中内部水分含量、分布及状态变化情况,采用低场核磁共振技术,测定不同微波功率下微波真空干燥过程中的横向弛豫时间T2反演谱,进而分析调味山药片内部的水分状态及其变化规律。结果表明：微波功率越高,自由水和不易流动水被除去所需的时间越短,其中对自由水作用尤为明显,但过高的微波功率会导致物料出现焦化现象;调味山药片干基含水率与核磁共振总峰面积之间呈线性关系,可以预测调味山药片真空微波干燥达到干燥终点所需的时间。核磁共振图像显示调味山药片干燥过程中水分含量的增加和减少均是由外而内,干燥结束时,剩余水主要存在于调味山药内层。水分含量的变化对调味山药片干燥后的品质有显著影响,低场核磁共振及成像技术为调味山药片干燥过程中水分的变化提供了直观的参考依据,本研究可以为调味山药片的真空微波脆化工艺设计、优化干燥参数、控制干燥过程及提高产品质量提供参考。     

利用核磁共振技术研究食盐对鱼糜加工的影响

利用核磁共振技术研究食盐的添加对鱼糜加工过程中水分分布状态及迁移情况的影响。结果表明：添加食盐的鱼糜,在盐擂和调味擂溃后高弛豫时间的质子密度增加,低弛豫时间的质子密度减少,水分的流动性增强;而加热后其质子密度的分布与之前是相反的,低弛豫时间质子密度变多,高弛豫时间质子密度变少,持水力变强。同时对质构性质进行测定,分析水分分布与质构特性的相关性,R2均达到0.9以上。在鱼糜制品加工过程中鱼糜的食盐添加量为3.0g/100g是比较适合的。     

结合低场核磁共振分析反复冻融处理对肉鸡不同部位肌肉品质的影响

利用低场核磁共振（low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR）技术研究反复冻融处理对肉鸡不同部位肌肉品质的影响。结果表明,反复冻融期间pH值变化不显著（P＞0.05）。随着冻融次数的增加,肉鸡胸肉和腿肉解冻汁液损失显著下降（P＜0.05）,硫代巴比妥酸反应物质（thiobabituric acid reactive substance,TBARS）值显著增大,总蛋白溶解度以及肌原纤维小片化冻融初期呈现上升趋势,总水分含量均逐渐降低。低场核磁共振T2弛豫时间分析显示,其自由水占比显著下降（P＜0.05）。以上结果说明反复冻融使解冻汁液损失伴随自由水比例显著下降而逐步降低,由于肌肉pH值保持稳定,推测反复冻融过程中反复形成的冰晶对肌肉微观结构的破坏,尤其对肌原纤维蛋白质溶解度的影响起到一定的作用。