低场核磁共振研究肌肉保水性的研究进展

肌肉保水性的变化是肉品科学领域研究的热点之一,肌肉宰后成熟过程中发生复杂的生物化学变化,其对肉品保水性机制仍存在争议。低场核磁共振检测技术是一种快速、无损、精确的光谱检测技术,其在食品科学的研究中得到了广泛应用。文中介绍了低场核磁共振技术的基本原理,并详细综述了肌肉水分变化规律对宰后成熟及其加工过程中保水性影响的研究进展。     

基于低场核磁共振技术研究冻融过程中松茸品质的变化

利用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术研究了冻融后松茸水分的存在形式及相对含量,比较了冻融次数对解冻损失率、色泽和硬度等品质指标的影响,利用多层自旋回波(multi-slice spin echo,MSE)序列获得样品质子密度成像,进而分析冻融过程松茸内部水分的变化。结果表明,松茸中存在结合水、不易流动水和自由水,对应的横向弛豫时间分别为T_(21)(0.01~10 ms)、T_(22)(10~100 ms)和T_(23)(100~1 000 ms)。冻融过程中松茸不易流动水、结合水、自由水相对含量分别为88.7%~92.2%、6.2%~9.8%、0.7%~1.9%,随着冻融次数增加,自由水和不易流动水含量不断下降,结合水含量先增加后减少;松茸解冻损失率增大,亮度L值、红度a~*值和黄度b~*值逐渐降低,硬度先下降后上升,松茸品质下降。MRI结果表明,冻融5次后,菌柄失水较菌伞严重,菌柄部分区域已无自由水存在。相关性分析表明,冻融次数与T_(22)、T_(23)、a~*、b~*和解冻损失率极显著相关(p0.01)。T_(22)、T_(23)与a~*值、b~*值和解冻损失率显著相关(p0.05)。因此,应用LFNMR对松茸水分状态及组分含量的测定可以作为考察松茸品质的指标。     

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。     

基于低场核磁共振技术研究大米冻融过程中水分状态变化

目的 确定大米反演峰的含义和大米冻融过程中水分迁移变化规律。方法 以苏州地产粳米(苏香粳100)为研究对象, 采用低场核磁共振技术作为检测手段, 分析不同温度(?30、?18、0、4、10、15、20 ℃)对弛豫时间、峰总面积、峰面积比的影响, 进而研究分析冻融过程中温度变化对大米本身的水分状态变化的影响。结果 大米中结合水与自由水在冻融过程中会出现一定程度的转化; 降温过程中大米结合水含量先降低再升高后降低, 升温过程中大米结合水含量逐渐升高; 15 ℃时大米自由水含量最低。结论 15 ℃适合大米贮藏, 冷冻大米可以长期贮藏, 适宜解冻后蒸煮。     

低场核磁共振研究冻融过程中犊牛肉品质变化

运用低场核磁共振技术,探讨反复冻融过程中犊牛肉水分分布状态。研究横向弛豫时间T2变化规律与食用品质间的关系。结果表明:随着冻融次数增加,解冻损失率变化显著,加压失水率和剪切力在3次冻融后显著增加,亮度L先增加后减小,红度a*逐渐减小,黄度b*逐渐增加。核磁共振检测到犊牛肌肉中水分有结合水、不易流动水和自由水三种状态,横向弛豫时间三个峰分别为T2b、T21、T22,其中T21与解冻次数、解冻损失率、加压失水率和亮度均显著相关(p0.05),T21可作为考察解冻犊牛肉品质的参考指标。     

低场核磁共振研究冻融过程中犊牛肉品质变化

运用低场核磁共振技术,探讨反复冻融过程中犊牛肉水分分布状态。研究横向弛豫时间T2变化规律与食用品质间的关系。结果表明:随着冻融次数增加,解冻损失率变化显著,加压失水率和剪切力在3次冻融后显著增加,亮度L先增加后减小,红度a*逐渐减小,黄度b*逐渐增加。核磁共振检测到犊牛肌肉中水分有结合水、不易流动水和自由水三种状态,横向弛豫时间三个峰分别为T2b、T21、T22,其中T21与解冻次数、解冻损失率、加压失水率和亮度均显著相关(p<0.05),T21可作为考察解冻犊牛肉品质的参考指标。      

利用低场核磁共振技术研究二氧化碳气调贮藏下蛋清水分变化

本文以25℃下二氧化碳气调贮藏实验组和不作特殊处理对照组鸡蛋为研究对象,分别贮藏0、10、20、30、40 d,测定其新鲜度,并利用低场核磁共振分析仪测定蛋清水分情况及横向弛豫时间,探究在不同贮藏条件下,蛋清水分状态变化和迁移的规律。结果表明,贮藏过程中,实验组不易流动水含量无显著变化,T23显著升高（p<0.05）;而对照组不易流动水含量显著上升（p<0.05）,T23显著降低（p<0.05）,说明二氧化碳气调贮藏可以抑制蛋白质结合水能力的降低。通过相关性分析可知,实验组T22值与哈夫单位和蛋黄指数相关系数为-0.998（p<0.05）和+0.997（p<0.05）,对照组T22值与蛋清p H相关系数为+1.000（p<0.01）,表明T22可预测鸡蛋的新鲜度。      

利用低场核磁共振技术研究二氧化碳气调贮藏下蛋清水分变化

本文以25℃下二氧化碳气调贮藏实验组和不作特殊处理对照组鸡蛋为研究对象,分别贮藏0、10、20、30、40 d,测定其新鲜度,并利用低场核磁共振分析仪测定蛋清水分情况及横向弛豫时间,探究在不同贮藏条件下,蛋清水分状态变化和迁移的规律。结果表明,贮藏过程中,实验组不易流动水含量无显著变化,T23显著升高(p0.05);而对照组不易流动水含量显著上升(p0.05),T23显著降低(p0.05),说明二氧化碳气调贮藏可以抑制蛋白质结合水能力的降低。通过相关性分析可知,实验组T22值与哈夫单位和蛋黄指数相关系数为-0.998(p0.05)和+0.997(p0.05),对照组T22值与蛋清p H相关系数为+1.000(p0.01),表明T22可预测鸡蛋的新鲜度。     

基于低场核磁共振技术监测谷子萌发过程中内部水分变化

为研究谷子在萌发过程中水分分布及变化规律,本研究采用低场核磁共振技术(LF-NMR)对谷子浸泡和发芽过程进行了动态监测。结果表明,谷子浸泡过程中,内部水分以结合水为主,部分结合水逐渐转化为自由水,总水、自由水及结合水含量均快速增加后趋于稳定,确定浸泡最佳时间为10 h。谷子发芽过程中,内部水分以半结合水和结合水为主,部分结合水、自由水逐渐转化为半结合水,结合水小幅度减少的同时总水、半结合水及自由水明显增多。本研究所揭示的谷子浸泡和发芽过程中内部水分变化规律,为小米发芽产品的开发和应用奠定了理论基础。     

低场核磁共振技术研究淀粉添加量对肉糜保水性和质构特性的影响

本文利用低场核磁共振技术（Low-Field NMR）研究淀粉添加量对肉糜体系中1H分布状态及迁移规律,并结合测定肉糜蒸煮损失、色泽以及质构特性,研究不同淀粉添加量（0%、6%、12%、18%）对于肉糜制品凝胶保水性和质构特性的影响。结果表明,添加淀粉组与对照组（淀粉添加量0%）的色差、保水性以及质构方面均存在显著差异（p<0.05）。随着淀粉添加量的增加,肉糜的蒸煮损失逐渐减少,弛豫时间T21和T22均明显缩短。此外,弛豫时间T22的峰比例面积P22随着淀粉含量的增加而逐渐降低。说明随着淀粉含量的增加,肉糜系统对水分的束缚逐渐增强,部分不易流动水转化成结合水,肉糜的凝胶保水性增强。同时,伴随着淀粉含量的增加,肉糜的亮度值也逐渐升高。此外,肉糜硬度、弹性、胶着性、咀嚼性以及红度（a*）值均在淀粉含量6%时取得最大值。说明6%是淀粉的较优添加量。      

大米浸泡过程水分状态变化的低场核磁共振研究

对3种大米浸泡过程中的水分状态进行低场核磁共振(LF-NMR)测定。通过对糯米浸泡过程中水分状态变化的研究得出:水分进入到糯米中心所需的浸泡时间最短为35min,浸泡加水量最少为35%;水温在15～30℃范围内,每升高5℃,糯米达到相同水分状态的浸泡时间可以缩短10min;不同品种大米浸泡过程中水分状态变化呈现明显的差异,浸泡1h后,表征自由水分的T23大小依次为:糯米(37.64ms)、粳米(52.63ms)和籼米(59.94ms)。     

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。     

滩羊肉成熟过程中糖酵解与保水性之间的关系

为阐明滩羊肉成熟过程中糖酵解程度与保水性的关系,以6月龄滩羊背最长肌(M.longissimus dorsi)为研究对象,分析其4℃成熟0、1、2、3、4、8 d时滴水损失率、贮藏损失率、离心损失率、钙蛋白酶-1活性、肌原纤维小片化指数、ATP含量、葡萄糖含量、糖原含量、乳酸含量、乳酸脱氢酶活性、丙酮酸激酶活性以及pH值的变化情况。结果表明,随成熟时间的延长,滩羊背最长肌的滴水损失、贮藏损失及离心损失呈先增大后减小的趋势(P<0.05),并在成熟4 d时达到最大;ATP、糖原含量持续下降(P<0.05);葡萄糖、乳酸含量呈先上升后下降趋势(P<0.05);乳酸脱氢酶活性呈先增大后减小的趋势(P<0.05),并在成熟4 d时达到最大;丙酮酸激酶活性呈持续下降趋势(P<0.05)。相关性分析结果表明,糖原含量与滴水损失呈显著负相关(P<0.05),与贮藏损失、离心损失呈极显著负相关(P<0.01),与T₂₁、T₂₂、T₂₃均呈显著正相关(P<0.05,P<0.01);乳酸...     

低场核磁共振方法下热泵干燥过程中蚕蛹的品质变化

在65℃条件下对蚕蛹进行热泵干燥,测定不同干燥时间蚕蛹的含水量、脆度、硬度和亮度(L^*),并采用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance, LF-NMR)技术检测氢质子成像图、横向弛豫时间(T₂)和T₂反演谱的总峰面积(A₂)的变化。结果表明,新鲜蚕蛹中存在结合水T₂₁(0～2 ms)、不易流动水T₂₂(2～100 ms)、自由水T₂₃(100～1 000 ms)3种水分状态,其中含量最少的是结合水,其次是不易流动水,最多的是自由水。随着干燥时间增加,整个T₂反演谱呈现出所有峰逐渐向左移动、总峰面积减少和峰融合的现象。蚕蛹的含水量和硬度显著降低(P<0.05),脆度显著增加(P<0.05),L^*没有显著变化(P>0.05)。当干燥240 min时,含水量、脆度、硬度和L^*值分别为7.79%、12.67个、5...     

基于低场核磁和成像技术的鲜枣贮藏过程水分状态的变化研究

为了研究鲜枣贮藏过程中水分变化情况,采用低场核磁(LF-NMR)及其成像技术(MRI)研究鲜枣在不同温度贮藏过程中内部水分分布、状态及含量的变化。结果表明:随着贮藏时间的延长,低温(4℃)贮藏条件下果实中自由水含量减少,流动性降低,结合水与不易流动水含量升高,流动性增大,果实货架期31~34 d;常温(25℃)贮藏条件下,果实中不易流动水含量增加,自由水含量减少,结合水含量没有明显变化,且3种状态的水的流动性增大,果实货架期12~14 d。较高的贮藏温度会加速组织结构收缩、内陷,果实较易发生腐败变质。低场核磁技术是研究鲜枣贮藏过程物性参数的一种有效方法。     

低场核磁共振法测定烘烤过程中烟叶水分

为全面了解烘烤过程烟叶不同位置水分变化,提高烘烤过程中烟叶水分检测效率,以秦烟96品种上部叶为材料,利用低场核磁共振技术分别对烘烤过程烟叶叶片、主脉水分含量进行检测,并与烘箱法进行对比分析。结果表明:(1)烟叶不同位置弛豫图谱显示,烟叶叶片含有3种状态水分,分别为T21(0.1~1 ms)结合水、T22(1~10 ms)半结合水、T23(100~1000ms)自由水,烟叶主脉含有2种状态水分,分别为T21(1~10 ms)结合水,T22(100~1000 ms)自由水。(2)烟叶叶片、主脉总信号幅值与其水分质量、干基含水率呈极显著正相关(决定系数R2依次为0.9847、0.9929、0.9952,P0.01)。(3)与烘箱法相比,低场核磁共振法检测稳定性较好,适用于烘烤过程中烟叶叶片和主脉水分的快速、精确检测分析。     

基于低场核磁共振技术检测秋刀鱼腌干制过程 水分状态变化

目的探讨腌干处理对秋刀鱼水分状态的影响,为秋刀鱼的高值化加工提供参考。方法秋刀鱼进行"三去"(去头、去尾、去内脏)处理,采用10%食盐溶液(料液比1:2)进行腌制,选取腌制2 h的样品进行40℃热风干燥,检测样品的水分含量、盐含量以及水分活度,利用低场核磁共振技术(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)测定腌干过程样品的水分存在状态。结果秋刀鱼样品腌干过程中均存在结合水、不易流动水和自由水3种状态水分。腌制10 h过程中样品的水分活度未低于0.90的细菌生长临界值。结合水比例呈现先增大后减小的变化趋势,自由水比例相对降低,不易流动水比例增大,表明腌制处理使得部分结合水与自由水转化为不易流动水。随干制时间的延长,样品的水分含量和水分活度均显著降低(P0.05),结合水变化较小,不易流动水比例呈降低趋势,表明干制处理一方面使得秋刀鱼组织内不易流动水流失,另一方面使其部分转移成其他相态的水。同时,核磁共振成像灰度图和伪彩图深色区域面积逐渐增大,表明干制过程伴随油脂的溢出。结论腌制和干制处理降低了秋刀鱼鱼肉的水分活度,同时改变了水分存在状态。核磁共振成像灰度图和伪彩图表明干制处理改变了秋刀鱼样品的油水平衡。     

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。      

利用低场核磁共振技术研究山楂酒发酵过程中水分的变化规律

运用低场核磁共振（LF-NMR）技术研究山楂酒发酵过程中水分的变化规律,选用弛豫时间编辑（CPMG）脉冲序列测定样品在不同发酵时间的横向弛豫时间T2,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。结果表明,在发酵0～12 d时,样品中半结合水百分含量逐渐降低为0,自由水百分含量增加2.47%,结合水百分含量不变;发酵12 d后,自由水百分含量开始缓慢降低,结合水百分含量逐渐增加;发酵结束后,结合水百分含量增加了17.59%,半结合水降低为0,自由水百分含量增加了2.31%。     

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。