低场核磁共振无损检测技术在水产品加工贮藏方面的应用

水分的含量及分布状态对于水产品的品质有重要的影响。低场核磁共振技术因其能快速、无损地检测食品水分含量和及其分布与迁移状况,在水产品加工和贮藏的品质分析方面有巨大应用潜力。核磁弛豫技术可对水产品加工过程水分进行检测、区分和对理化指标进行预测;核磁成像技术可对水产品进行内部水分的可视化观测。本文总结了最近低场核磁共振技术在水产品加工贮藏中的应用,对低场核磁共振作为无损、快速的检测技术在水产品加工和贮藏领域的应用前景进行了展望。     

食品中核磁共振状态图的应用(英文)

食品中质量感官指标和货架期与它的理化特性有关,水是食品原料中重要组成部分,它的含量与食品的理化特性有关,并在其中扮演着重要角色。“玻璃态转化” 的概念是在研究食品原料和产品理化特性的聚合物理论时提出的。食品玻璃态转化状态图通常用来描述水含量与食品理化特性的关系。状态图能有效地反映在不同温度和水分含量下的物质的理化特性。本文提出一个新的观念-“核磁共振状态图” 概念,核磁共振状态图是指核磁共振弛豫时间(通常指自旋-自旋弛豫时间或T2)和温度之间的曲线图,它放映食品的核磁共振弛豫现象与食品的理化特性关系。我们在研究时发现这条曲线图与物质的许多理化特性有着良好的相关性。利用核磁共振状态图可以在以下方面得到应用:(1)通过分析产品的成分,确定产品变化的规律;(2)预测产品的理化性质的变化(质地、粘性、结块、水分和油脂的迁移等)的趋势,营养成分降解和微生物代谢与食品中水分活度之间的关系;(3)结合核磁共振成像技术能很好地帮助理解水分(特别游离水分)对食品的质量与安全的影响。本文描述了核磁共振的基本原理、核磁共振弛豫现象的特征与食品特性的关系,并为研究食品体系提供新的研究方法和途径。     

利用LF-NMR研究牛肉粒微波干燥过程中水分迁移和分布变化

水分是食品体系特别是干制品中重要的组成部分。干制品中水分的含量、分布和存在状态的差异会对其风味、质地、稳定性及货架期产生显著影响。所以研究食品干燥过程中水分的分布和迁移变化规律具有重要意义。利用低场核磁共振(Lowfield-nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术研究一种牛肉粒在高火、中高火、中火和中低火微波干燥过程中水分的分布和迁移变化规律。T2弛豫测试结果显示,牛肉粒中的水分可以分为结合水、不易流动水和自由水3个组分,在不同功率干燥的过程中,不易流动水能够部分转化为结合水,转化而来的结合水弛豫时间较原组织结合水增加;核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)结果直观地显示出,微波干燥是一个均匀的干燥过程,牛肉粒内部和外部同时失水,且微波干燥功率越高,失水速率越快。中高火微波干燥时,水分含量高(20.87%)而水分活度低(0.676),故为牛肉粒最佳干燥功率。     

NMR和MRI技术对面包和奶酪二元体系在贮藏过程中水分迁移的研究(英文)

采用低场核磁共振成像技术中的spin3D、CPMG等序列对面包和奶酪二元体系进行成像并测定自旋-自旋弛豫时间等参数,并对其在贮藏过程中水分迁移行为及规律进行了研究,为核磁共振技术在食品中的应用打下良好的基础。     

南酸枣糕烘干过程中水分的迁移和分布

利用核磁共振及其成像技术,探究南酸枣糕在烘干过程中水分含量、迁移和分布情况。通过分析南酸枣糕烘干过程中核磁共振的自由衰减弛豫时间、自旋-自旋弛豫时间和核磁共振成像图发现:南酸枣糕的水分含量与体系的质子密度高度线性相关,其相关系数达到0.990 6。因此,可以通过建立水分含量与核磁共振质子密度的标准曲线实现南酸枣糕水分含量的核磁共振定量测定;在烘干过程中,随着时间的延长,南酸枣糕中的束缚水的流动性(T21)呈降低的趋势,自由水的流动性(T22)呈先增加后降低的趋势,核磁共振成像图逐渐变暗;从成像图也可直观地看出,南酸枣糕内部弛豫信号比外部强,证实南酸枣糕干燥是一个不均匀的干燥过程。     

核磁共振及成像技术在食品工业中的应用

核磁共振技术以快速、无损伤、无侵入检测等优点使其在食品中得到广泛的应用,本文综述了其在食品工业中五大方面的应用,分别为测量食品和生物体系中的含水量、研究食品中水分的分布和水分的流动性、研究果蔬的成熟度和损伤程度、研究食品中的油脂、研究食品的玻璃态转变温度。     

挂面干燥过程水分迁移规律研究

干燥是挂面生产的重要环节,然而干燥工艺优化和设备设计等还缺少相应的科学依据和标准规范。本文以食品水分分析技术平台为试验手段,设计了不同条件下的挂面干燥试验。通过测定挂面干燥过程中的干燥动力学曲线,分析干燥条件(温度和相对湿度)对含水率及干燥速率的影响;通过低场核磁共振分析系统(NMI20-030H-I)测定干燥过程中的水分横向弛豫时间(T_2)和质子密度加权像,分析挂面干燥过程中的水分状态和水分分布变化规律;通过建立挂面干燥过程中的湿热传递数学模型,观察挂面干燥过程中温度场和水分场的分布和变化规律。上述研究结果系统地展现挂面干燥过程水分的迁移规律,挂面干燥过程温度和含水率的变化,挂面干燥条件和控制参数的关系。这些结果将为干燥工艺优化和干燥过程智能控制提供理论依据和技术参考。     

利用低场核磁共振技术测定肌原纤维蛋白凝胶的保水性及其水分含量

本研究借助低场核磁共振技术研究蛋白凝胶的保水性及水分含量,并通过传统干燥法进行验证。结果表明：通过低场核磁共振测定肌原纤维蛋白凝胶的横向弛豫时间T2,研究凝胶中结合水、不易流动水和自由水3种状态水的组成及分布,自由水百分含量越高,其保水性越低,总水分含量越高;借助核磁共振成像得到凝胶中水分子氢质子密度图谱可直观反映凝胶的水分含量及空间分布情况,质子密度图灰度值越高,凝胶水分含量越高;传统干燥法的测定结果结合相关性分析表明低场核磁共振测得凝胶的不易流动水、自由水及灰度值与传统干燥法测得凝胶总水分含量相关系数分别为0.96、0.96、0.97,且均达到显著水平（p<0.05）。综上所述,低场核磁共振技术能用于研究肌原纤维蛋白凝胶的保水性及其水分含量。     

调质过程小麦水分变化及迁移的研究

调质的目的是改变小麦中水分的含量,提高粮食的加工品质。以三种具有代表性的国产小麦(软、中、硬)为实验材料,设置梯度温度,采用低场核磁共振技术研究不同条件下水分状态变化;用核磁共振成像技术(NMRI)研究不同条件下的水分迁移规律。结果表明:在不同调质温度条件下,各样品T_(21)、A_(21)均呈显著上升趋势;T_(22)、A_(22)呈先下降后上升趋势;T_(23)与温度为正相关性,A_(23)调质初期达到峰值之后逐渐下降。NMRI表明水分在小麦籽粒内传导有两个主要路径和一个辅助路径,一是水分通过珠心层进入胚部向茸毛端扩散,二是透过糊粉层细胞壁由外向内渗透;辅助路径为水分从茸毛端逐步向胚乳中心扩散。     

基于核磁共振及成像技术研究速冻汤圆在冻融过程中的水分迁移变化

目的 研究冻融过程对速冻汤圆水分分布及迁移的影响。方法 采用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance, LF-NMR)及成像技术研究速冻汤圆在冻结和融化过程、反复冻融过程及储藏期间的水分分布变化。结果 在冻结状态下,速冻汤圆中强结合水含量高达95.85%,随着温度的升高,强结合水向弱结合水转化,当温度高于0℃时,体系中的水分以不易流动水为主,T22发生右移,水分自由度增加;另外,反复冻融造成汤圆水分的迁移损耗,核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)图进一步证实冻融循环导致汤圆体系中的结合水向不易流动水和自由水转化;随着储藏时间的延长,T₂₁由0.62ms增加为1.97ms,说明样品体系中结合水与基质结合的紧密度减低,但储藏期间结合水、不易流动水等含量变化并未呈现出规律变化。结论 冻融循环增加了体系水分的自由度;但在冻藏的过程中,保持储藏温度的稳定性有利于提高速冻汤圆体系中水分的稳定性。LF-NMR分析可以快速反映温度波动、反复冻融等对速冻汤圆水分分布造成的影响,进而评估速冻汤圆的品...