低场核磁共振技术在肉与肉制品水分测定及其相关品质特性中的应用

低场核磁共振技术以其检测迅速、无损、样品需要量少等优点已在肉类科学领域得到一定的研究和应用。本文介绍了低场核磁共振技术基本原理,归纳了肉与肉制品水分组成及测定方法,并详细综述了低场核磁共振技术在肉与肉制品水分测定及相关特性中的应用研究进展。     

低场核磁共振在肉与肉制品水分测定与分析中的应用研究进展

目的：开展预包装即食牛肉保质期快速、准确和无损的预测方法研究,对于保障产品货架期安全具有重要意义。方法：以预包装即食牛肉为分析对象,采集样品低场核磁H质子的T₂弛豫时间,建立即食牛肉水分含量定量分析模型,结合样品感官接受性等建立预包装即食牛肉保质期预测模型。结果：预包装即食牛肉低场核磁谱图横向弛豫时间可较好地反映出随着贮存时间的延长航天即食牛肉的品质变化。建立了即食牛肉含水量预测模型,模型的预测误差小于4%;建模集相关系数（r）为0.9405,校正标准差（RMSECV）为34.5,相对分析误差（RPD）为3.1,对10个分别贮存一定时间但未参与建模的样本分别进行距离货架期终点的预测,预测结果与实测值的的相关性达0.99,预测结果的误差范围为0.7%～9.9%,RMSEP为13.6,预测模型的精确度满足货架期预测的精度要求。结论：低场核磁共振技术在预包装即食牛肉产品保质期预测方面具有应用潜力。

     

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)。     

利用低场核磁共振技术分析冬瓜真空干燥过程中的内部水分变化

为研究冬瓜真空干燥过程中内部水分的含量、分布及状态变化,应用低场核磁共振（low-field nuclearmagnetic resonance,LF-NMR）技术,测定不同干燥条件下冬瓜真空干燥过程中的横向弛豫时间T2反演谱,进而分析冬瓜样品内部的水分状态及其变化规律。结果表明：在真空干燥过程中,冬瓜干基含水率与NMR信号幅值之间呈显著的线性关系;真空干燥过程改变了样品的横向弛豫时间T2,增加了冬瓜内部不易流动水的含量、降低了水分的流动性;不同干燥温度条件下,结合水所占比例、自由水所占比例随着干燥时间的变化分别呈指数模型、多项式模型,且拟合方程的决定系数均大于0.95,拟合精度较高。该研究为进一步研究产品的保藏提供技术指导,为冬瓜的真空干燥实际产业化生产控制提供理论依据。     

利用低场核磁分析玉米干燥过程中内部水分变化

采用低场核磁共振的横向弛豫时间(T_2)反演谱技术,研究了玉米在不同热风干燥温度下(60、75、90、105、120、135℃)内部水分的变化。干燥处理改变了玉米内部水分的迁移特性,使得与玉米淀粉相结合的结合水和仅次于自由水的结合水的自由度增加,玉米内部水分逐渐向外迁移,干燥速率随着干燥温度升高而渐增,干基含水率与核磁共振信号幅值之间存在十分显著的线性关系。     

低场核磁共振分析乳酸菌细胞中水分分布及其变化

该文选取乳酸菌发酵剂为研究对象,利用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance, LF-NMR)分析方法研究乳酸菌细胞水分分布及其变化。横向弛豫时间(T₂)可以提供样品组织结构中的水分状态及水分分布的信息。根据弛豫时间T₂可以将乳酸菌细胞的水分依次划分为结合水(T₂₁)、半结合水(T₂₂)以及自由水(T₂₃),并分别对应不同的细胞结构中,包括T₂₁<10 ms对应与细胞壁结合的水质子;10 ms22<100 ms对应细胞质中与蛋白质等大分子结合的水质子;T₂₃>100 ms具有较高的自由度,代表细胞壁水。渗透压冲击会改变乳酸菌细胞内水分分布情况,使得水分的自由度增大;而反复冻融会使得细胞内的水分结成冰晶,损伤细胞结构,造成解冻后细胞内水流失,导致细胞塌陷破裂。研究结果表明,LF-NMR分析方法可以准确地提供乳酸菌细胞内部水分分布信息,并且细胞...     

基于低场核磁共振及成像技术的油莎豆远红外干燥过程中水分变化规律

为研究油莎豆远红外干燥过程中水分分布状态与迁移变化规律,利用低场核磁共振技术和成像技术检测不同温度(50、60、70℃)下远红外干燥过程中的横向驰豫时间,分析峰面积A_2x的变化、磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)图像的变化以及干燥前后微观结构变化。结果表明,在红外干燥过程中,温度为50、60、70℃时干燥至终点分别用时为450、360、260 min,随着温度的升高能够显著提高干燥速率,促进其内部的自由水、不易流动水和结合水的迁移。干燥过程中自由水逐渐减少外观发生收缩形变表皮皱缩,自由度高的水分向自由度低的迁移导致弛豫图向左迁移。水分总峰面积与干基含水率进行回归分析,得到R²分别为0.989 03、0.991 34、0.990 46,回归线性方程具有较高的拟合度。通过MRI图像可以清晰地看到红色面积逐渐缩小,油莎豆内部水分分布状态不断变化。干燥前后油莎豆微观结构变化明显,轮廓模糊、淀粉堆积。该研究可以为油莎豆的远红外干燥工艺设计、水分分布情况及水分状态变化提供参考。     

低场核磁(LF-NMR/MRI)在面米制品水分分布和超微结构测定中的应用

对低场核磁共振检测技术在米面制品中的应用和发展动态进行了综述。着重介绍大米、小麦及其制品中如全麦面粉、面条、汤圆和粽子等产品的水分含量和水分分布的检测,以及实时探测面制品如发酵面团的内部结构和大米吸水或蒸煮过程的传送模式等,最后对整个食品行业应用NMR/MRI的前景进行了展望。     

低场核磁共振测定鲜猪肉中水分分布的制样方法

目的应用低场核磁共振技术(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)测定不同鲜猪肉的制样方法(肉样大小、分切方向、是否包膜)的水分分布,以确定其较佳制样方法。方法以宰后24 h的猪背最长肌为对象,采用单因素实验,分别按不同大小、不同分切方向和包膜与否进行3组实验,对LF-NMR的弛豫时间T_2相关指标进行方差分析和多重比较。结果随着肉样质量的增加,T_(2b)先减小后增大(P0.05),A_(2b)、A21逐渐增加(P0.05);肉样分切方向不影响样品水分含量分布测定结果;而包膜使样品的T_(2b)减小、A_(2b)和P-(2b)增加(P0.05)。结论猪肉的制样样品大小为2.0 cm(长)×1.0 cm(宽)×1.0 cm(高),分切方向为沿肌肉方向,不包膜处理,这种制样方法对样品中水分分布情况的影响最小,能相对准确地反映实际样品中水分分布及含量。     

低场核磁共振在食品加工中的应用研究进展

低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance, LF-NMR)是一项新型的无损检测技术,具有高效率和低成本的特点,在高分子材料、生物医药和食品等领域已有广泛应用。概述了低场核磁共振技术的基本原理,综述了其在焙烤、干燥、油炸、冷冻、微化胶囊、3D打印及快速检测等加工过程中的应用。以期为低场核磁共振技术在食品加工中的应用提供参考。     

基于单边核磁共振技术的乳制品品质分析

运用单边全开放式核磁共振技术对常见掺假牛乳进行快速检测,并对室温条件下贮藏的市售盒装酸奶进行跟踪监测。在非均匀磁场下采用SGSE-CPMG（static gradient spin echo carr-purcell-meiboom-gill）序列测量各个样品的横向弛豫时间（记为T2CPMG）,经弛豫校正可得到测试样品的横向弛豫时间T2。研究表明,在恒定梯度磁场中不同掺假比例样品随掺假质量浓度的升高其T2CPMG逐渐增大,经弛豫矫正后盒装酸奶样品T2峰位的变化可间接反映其新鲜度。运用单边核磁共振技术可实现乳制品品质的快速无损检测,被测样品无需复杂预处理,其系统硬件结构简单可便携（或安装）至现场进行实时检测。     

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。     

低场核磁共振法快速检测炸油质量

由于在高温油炸过程中的快速劣变,市场上油炸用油的质量问题日益受到人们的关注. 为了研究低场核磁共振技术在市场上复杂油炸条件下的油炸用油质量快速检测中的表现,共从上海市10个行政区的市场上共采集油炸用油样品107个,包括大豆油96个,起酥油11个. 通过测定油样的极性组分和黏度,发现6个(占总样品数56%)油样的极性组分超过国家标准,说明市场上油炸用油存在一定的安全问题. 通过线性分析发现极性组分和黏度之间的线性关系良好,R2为0892,除去样品中11个起酥油后R2则达到0927. 用低场核磁共振仪测定各油样后,通过对多组分T2弛豫图谱中T21峰面积(S21)比例的分析发现,S21比例与极性组分和黏度呈现良好的相关性,R2值分别为0860和0840,除去油样中的起酥油后R2值略有上升,分别达到0865和0854. 这说明可以利用低场核磁共振技术达到快速检测市场上油炸用油品质的目的.     

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。     

结合低场核磁共振探究浸烫对肉鸡僵直进程和品质的影响

为研究不同浸烫温度和时间下黄羽肉鸡宰后僵直进程和微观结构的变化,实验结合低场核磁共振技术分析了54℃-270 s、58℃-150 s、62℃-120 s、66℃-90 s 4个浸烫处理组中水分的分布、保水性的变化和对食用品质造成的影响。结果表明:高温短时浸烫(66℃-90 s)会引起肉鸡pH值下降速率加快、持水力下降,同时肉鸡的肌肉收缩长度、剪切力和硬度值都在105 min时达到了僵直最大点,比其他3个处理组延缓了30 min,表明不同的浸烫条件会影响肉鸡的僵直进程和肉品质。低场核磁共振结果显示过高的浸烫温度会导致肉鸡表面自由水渗出(比其他3个处理组升高了2.0%~2.8%),肌纤维内不易流动水含量较低(比其他浸烫处理组降低约2%),保水性较差;同时组织学微观结构也揭示了高温浸烫处理组肌细胞较松散、胞外间隙较大,并随着宰后时间的延长出现肌纤维肿胀、细胞膜破裂现象。因此,在肉鸡屠宰过程中,应在温度为58~62℃、时间为120~150 s范围内浸烫,利于提高宰后鸡肉品质。     

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。     

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。