高分辨率核磁共振波谱技术在食品质量检测中的应用研究

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1、＃高分辨率核磁共振波谱技术在食品质量检测中的应用研究２１１李强强Ｕ朱丹１逄秀梅１孟祥河王雪刘悦陈刚１（１．中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，农业部农产品质量安全重点实验室，北京１０００８１；２？浙江工业大学海洋学院杭州３１００１４），摘要：本文介绍了国内外高分辨率核磁共振波谱技术在食品质量安全方面的研究进展并对核磁共振技术定义、分类，及其对果蔬制品、肉制品、乳制品、油脂类食品及其他食品的成分分析、分子结构分析以及食品品质优劣检测、溯源检测等方面的应用进行了阐述。关键词：核磁共振波谱技术食品质量检验检测；；；１ｅａｅｃ［］核磁共振（Ｎｕｃｌ

2、ｒＭａｇｎｔｉＲｅｓｏｎａｎｃｅ简称磁能发生跃迁产生共振吸收信号ＮＭＲ现象，，。ＮＭＲ技术是一种基于原子核磁性的波谱技术来源于原子核的自旋角动量在外加磁场作用下的进，）最早观察到核磁共振信号的是斯坦福大学的动，而自旋角动量的具体数值是由原子核的自旋量Ｂｌｏｃｈｅｔ和哈佛大学的Ｐｕｒｃｅｌｌ各自领导的科研小子数决定的，只有自旋量子数等于１／２的原子核，组，为此两人同时获得了１９５２年的诺贝尔物理学其核磁共振信号才能够被利用。目前为人们所利用１”１７ＨＢ１３Ｃ０呷３１Ｐ等＇奖。早期核磁共振技术主要用于对核结构和性质的的原子核主要有、、、、、如

3、测量核自旋化学其中一个中子具有很强的磁研究、核磁矩及电磁极距等氢核（识）只有，，，，家利用分子结构对氢原子周围磁场产生的影响，发矩，食品中的水、淀粉、糖、油等物质中都有氢明了核磁共振波谱技术，用于解析分子的结构。随核，因此质子核磁共振技术（简称＾ＮＭＲ）常被一维应用于食品成分分析以检测食品品质等着时间的推移。，核磁共振波谱技术已从最初的，氢谱发展到碳谱、二维、三维等核磁共振高级图ＮＭＲ技术主要有两个学科分支，即核磁共振谱其解析分子结构的能力也越来越强ｕｃｌｅａＭｎｔｉＲｅｓｏｎａｎｃｅＳｅｃ－。如今核波谱技术（Ｎｒａｅｃ，ｐ，ｇ磁共振技术

4、不仅只适用于液体ｔｒｏｓｃｏ和核磁共振成像技术（ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏ－、固体样品的研究，ｐｙ）ｎａｎｃｅＩｍａ还用于半固体及微量样品的研究。随着仪器设备的ｇｉｎｇ，简称ＭＲＩ）。核磁共振波谱技术根不断完善及计算机技术的不断发展核磁共振技术据所使用的射频场频率的高低又可分为高分辨率，在化学、食品、医学、生物学、遗传学等领域得到ＮＭＲ波谱技术和低分辨率ＮＭＲ波谱技术。其中，了广泛的应用，并发展成为用以开展研究工作的有低分辨率ＮＭＲ波谱技术在食品工业中的应用在国力工具。内已相对成熟，例如许多研究学者通过测定反映水分子流动性的氢核的弛豫时间（１

5、＼和丁来研究２）一品在加工及冻藏过程中水分含量和性质的核磁共振技术食、结构、￣３４变化从而判断食品的新鲜度等品质信息［］。除，５核磁共振具有磁性此之外［］＠等主要对低分辨率（ＮＭＲ）即在静磁场中齐银霞黄东雨，，、的原子核存在不同能级，用特定频率的电磁波照射ＮＭＲ波谱技术在食品工业中的应用进行了研究。样品，当电磁波能量等于能级差时，原子核吸收电然而，高分辨率ＮＭＲ波谱技术在我国食品工业中＊家基金项目自然科学基金３１３７１７７９国家国际科技合作专项２０１５ＤＦＧ３１８９０支持：国）；（）。（——ｍ—作者简介李强强１９９１从事食品科学研究。Ｅｍａｉｌ

6、ｉａｎｉａｎｌｉｌ９９１１６３．ｃｏ陈刚（１９７２研究员：（）：ｑ＠。），，，ｇｑｇ—从事畜产品质量安全研究。Ｅｃｈｅｎａｎ０．ｍａｉｌ１ｃａａｓｃｎ：ｇｇ＠（通讯作者）。农产品质量与安全２０１６年第１期ｇＱ的应用尚不成熟ＮＭＲａｈａｍＳＦ？。但高分辨率波谱技术具有照牛肉和非辐照牛肉的标记物。Ｇｒ等样品前处理简单对样品的结构性质无损伤性无利用ＮＭＲ技术检测牛肉背最长肌部分在不同储藏，、偏向性信号强度与样品浓度明显成正相关可进时间段中各极性代谢物组成及含量的变化例如得，，，行高准确度、高精密度的定量分析等优势，且高分到了随着储藏时间的增加

7、，蛋白质发生水解，各种辨率ＮＭＲ波谱多样化可对样品进行１ＨＮＭＲ氨基酸含量增多等信息该实验为肉品储藏及品质，、，１＞＇３ＣＮＭＲＨ－＇－＇ＨＣＯＳＹＮＭＲ，ＨＨＴＯＣＳＹ控制提供了科学依据。，＞１３＇１３ＮＭＲ－ＣＨＳＱＣＮＭＲＨ－ＣＨＭＢＣＮＭＲ三分辨率ＮＭＲ波谱技术在乳制品质量，Ｈ，（）高并已成为复杂混合组分分析Ｍ１等波谱检测，（如代谢检测中的应用ＴｓｉａｆｏｕｌｉｓＣＧ等利用ＨＮＭＲ，组学分析２０－＾－２Ｄ－－）的