核磁共振技术在果蔬中的应用

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1、核磁共振技术在果蔬中的应用姓名：吴玲玲学号：6140111062导师：张慜核磁井振技术(NMR，NuclearMagneticResonance)主要打2个¥科分支：磁共振成像(MRI，MagneticResonanceImaging)和磁共振波谱分析(MRS，MagneticResonanceSpectroscopy)。MRI基本原理是将果蔬物料置于特殊的磁场巾，用无线电射频脉冲激发物料内具有A旋特性的氢原子核，引起氢原子核共振，并吸收能量，在停止射频脉冲氢原子核按特定频率发出射电信号(即磁共振信号)，

2、并将吸收的能量释放出來，被物料外的接受器收录,经电子讣算机处理获得图像。MRS是将磁共振信号，经傅立叶公式转换成频率(波谱)作为定量和定性检测的分析方法，MRS在高均匀性的强磁场中，利用化学位移对应的频谱分析，能揭示物料内生理、生化的情况。1研究检测果蔬中的内部水分新鲜果品蔬菜中的水分含量一般为70%〜90%，其余为干物质，高水分的环境与物料的腐败存在着重耍关系。传统的研究水分的方法，无法对水分的流动性以及在物料中的分布状态进行检测，而核磁共振及其成像技术是一种宥效的研究分析扩散的方法，可用于食品体系中的

3、水、脂肪或糖等分子的研究，这些分子在各类食品屮又往往携带Y重要的信息：结构信息，分子所处环境信息以及在加工、贮藏中内部变化的信息等。所以NMR在测量物料内部水分中具有突出的优势。1.1物料内部水分含量的检测MRS主要用于测定物质的化学成分和分子结构，核磁共振谱峰的而积正比于相应的质+数，这不仅应用于结构分析中，同样用于定量分析。水质子的弛豫行为与碳水化合物、汕脂或蛋白质分子屮的质子弛豫行为不尽相同。T2弛豫技术常被用来检测物料中的质子强度。可以发现在大部分物料中，水、碳水化合物或蛋白质的质子常常具冇不同的

4、t2,因此，可以通过水质子与碳水化合物及蛋白质中质了t2的差别來对其进行检测。用核磁共振定量分析最大的优点就是不需要引进任何校正因子绘制工作曲线，核磁共振可以用于多组分混合物的分析、元素的分析、有机物屮活泼氢及重氢试剂的分析。干燥物料屮结构复杂，通过MRS分析可以得出物料内部水分的不同存在状态以及在干燥过程中水分的移动。由于MRS谱信号对分子可流动性非常敏感可用來进行食品结构的微动力学研究，MRS可以得到充分详实的实验数据，从而冇针对的找到提高食品质量的途径和方法。因此，MRS可以快速准确作干燥过程屮物料

5、内部水分的定量测量以及不同水分的定量测量。1.2物料内部水分状态和流动性的检测食品原料和产品在加工、储藏和运输等过程中，其内部的水分含量和分布状态经常会发生改变,这也是导致原料稳定性下降、产品品质降低的主要原因之一。如果能够釆取恰当的方法控制食品屮的水分移动，对提高产品的稳定性，预测产品的货架期将提供有力的保证。但是，大部分食品和生物体系都属于非均和体系,利用传统的方法过可测景出它们的乎均含水景，但并不能反应样品中水分的空间分布信息。利用MRI技术从食品的切层图像上可以直观的看到水分的分介状态，通过这些动

6、态信息的改进，可开发出新的数学模型，对改善食品的加工条件，提高食品产品的品质等具有重要的意义。在这方面，已有学者做了大量的研究工作，括对大豆在储藏期间种皮破裂的研究，对稻米在煮熟过程屮硬度和水的迂移率的变化对其保质期影响的研究，对两种不同的大麦种子在侵泡过程中吸水形式的研究，以及对储藏期面包水分的移动性的研究等等，这些研究为进一步利用NMR技术研究食品特性提供Y宝贵的信息。食品在加工和储藏的过程屮，加热和冷冻是W个经常用到的手段。在这期问，经常导致食品中水分的分布状态发生改变。因此，利用核磁共振技术研究食

7、品在加工和储藏过程屮热传和质传，构建其数学模型是磁共振技术应用在食品工业的又一大优势。此外，利用MRI技术在研究食品某个加工工艺（如冷却、干燥、浸泡等）吋，可以实现实吋在线、非破坏性和无侵入地检测食品屮水分的流动性，从而在保证食品品质的情况下很好地改进和控制这个工艺。1.3物料内部水分分布的检测MRI是一种无损测量技术，成像速度快，可以用于获取多种物质的内部结构图像，可通过核磁井振成像原理来直观地反映物料在加工过程中内部水分的变化情况。MRI是一种多参数成像，现在的低磁场MRI在水质子成像吋~般只作三参数

8、成像，即自旋质子密度p成像、纵向驰豫时问乃一加权p成像、横向驰豫时间成像T2—加权p成像。而且MRI可以对物料任意M面（横断而、矢状而、冠状面）或任意斜面直接成像，并吋以实现三维成像，为物料内部水分的梯度分布的直观观察提供Y可能。2研究检测果蔬的品质果蔬中只要冇新陈代谢发生的地方就冇游离水存在。游离水具冇很人的流动性，~般来说，水果在逐渐成熟的过程屮，新陈代谢的速度加快，游离水分会增加，有些水果的香精油的含量也会增加，体现在质