核磁共振技术在食品研究中的应用1

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1、核磁共振技术在食品研究中的应用核磁共振（NuclearMagneticResonance，简称NMR）技术是基于原子核磁性的一种波谱技术，20世纪中期由荷兰物理学家Goveter最先发现，后由美国物理学家Bloch和Purell加以完成。NMR技术最初只应用于物理科学领域，随着超导技术、计算机技术和脉冲傅立叶变换波谱仪的迅速发展，核磁共振已成为当今鉴定有机化合物结构和研究化学动力学等的极为重要的方法，其功能及应用领域正在逐渐扩大[2，3]。[2]戎志梅生物化工新产品与新技术开发指南[M]北京：化学工业出版社，2003：35-42.[3]俞俊棠.新编生物工艺学[M]北京：化学工业出版社，20

2、03：26-41.核磁共振技术在食品科学领域中的研究应用始20世纪70年代初期[4]，顾小红，任璐，陈尚卫，等核磁共振技术在食品研究中的应用[J]食品工业科技，2005，26（9）：189-192.它可在不侵入和破坏样品的前提下，对样品进行快速、实时、全方位和定量的测定分析，因此核磁共振技术在食品中的应用和发展也越来越广泛。[5]黄东雨，黄雪莲，卢雪华，郑瑞婷，陈悦娇，陈海光等核磁共振技术在食品工业中的应用（仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东广州510225）食品研究与开发专题论述，2010年11月第31卷第11期核磁共振技术的简介原理核磁共振，即在静磁场中，具有磁性的原子核存在不同能级，

3、用特定频率的电磁波照射样品，当电磁波能量等于能级差时，原子核吸收电磁波发生能级跃迁，产生共振吸收信号[1]万娟，陈中，杨晓泉.核磁共振技术及其在食品加工中的应用[J].食品与药品，2006，8(11A):17-19核磁共振是处于静磁场中的原子核在另一交变磁场作用下发生的物理现象，并不是所有原子核都能产生这种现象，原子核能产生核磁共振现象是因为具有核自旋。[2]周航，李泽荣，李保国.核磁共振技术在食品品质分析中的研究进展[J].农产品加工，2009(3):47-49迄今为止，只有自旋量子数等于1/2的原子核，其核磁共振信号才能够利用，经常为人们所利用的原子核有：1H，11B，13C，17O，

4、19F，31P。[黄东雨]在核磁共振图谱中，可以用自旋-晶格弛豫时间T1和自旋-自旋弛豫时间T2来形容磁化强度恢复到平衡状态的过程。由弛豫时间的差异可以看出核磁共振图谱的差异。NMR信号是发射出的电磁射线的物理现象，与核的密度成一定的比例。利用NMR信号来反映样品的化学结构、分子或原子的扩散系数、反应速率、化学变化以及其他性质。[7]（）：吴磊，何小维，黄强，等核磁共振技术在淀粉研究中的应用[J]食品工业科技，2008，29（4）：317-320.分类NMR可用来研究食品的物理及化学结构，食品的冷冻、干燥凝胶、再水化等过程，根据其用途，NMR技术主要有两个学科分支：核磁共振波谱法(Nuea

5、rMagneticResonanceSpectroscopy)和核磁共振成像技术(MagneticResonanceImaging，简称MRI)[1，3，5]。核磁共振波谱法是基于化学位移理论发展起来的，根据所使用的射频场频率的高低，其又可分为高分辨率NMR波谱法和低分辨率NMR波谱法。2.1高分辨率NMR波谱法高分辨率NMR主要用于研究化合物的分子结构，目前应用最广泛的是氢核NMR和碳核NMR，磷核NMR正被用于生物科学的研究领域。由于食品结构复杂，高分辨率的分子结构还只限于非常简单的食品模型，此技术在食品加工中的应用需要一段较长时间的研究。2.2低分辨率NMR法低分辨率NMR是通过NM

6、R谱信号来分析食品的物理及化学性质，低分辨率NMR谱信号的最初强度是与样品中原子核数量直接相关。由于价格相对低廉，仪器相对较小，低分辨率NMR法已成为食品工业应用较为广泛的技术。许多小型、简单的NMR仪不断问世以满足食品研究的需要。目前应用最为广泛的是用NMR仪进行含脂食品中固体脂肪含量的分析测定。低分辨率NMR在食品理论研究中起着非常重要的作用。由于NMR谱信号对分子的可流动性非常敏感，可用来进行食品结构的微动力学研究。如通过低分辨率NMR仪测量乳浊液的扩散系数，计算乳浊液中“油滴”或“水滴”的大小，用于冰淇淋、雪糕等冻结过程中，油水及它们之间的相变化，冻结速度对相变化的影响，配方不同对

7、食品品质的影响等，均可得到充分详实的实验数据，从而针对性地找到提高食品质量的途径和方法。[1]万娟，陈中，杨晓泉.核磁共振技术及其在食品加工中的应用[J].食品与药品，2006，8(11A):17-192.3NMR显像核磁共振成像技术诞生于1973年，它是一种无损检测技术。对于食品品质的检测，NMR显像可以使NMR波信号在样品中定位，为进行食品内部结构的直观透视研究提供强有力的手段，对食品加工和储藏过程中的生化反应以及化