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低場核磁共振技術用于食品農(nóng)產(chǎn)品水分分析

低場核磁共振（LF-NMR）及其成像技術（MRI）以其檢測迅速、無損、可同時獲得樣品在時間和空間上的信號信息等特點已在食品及農(nóng)產(chǎn)品檢測方向得到一定的研究和應用。本文簡述低場核磁共振技術在食品及農(nóng)產(chǎn)品水分分析以及在農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏中的應用。

水分是食品的主要成分之一，其含量、分布、流動性及其變化直接影響食品體系的外觀、結(jié)構(gòu)、流變性質(zhì)、穩(wěn)定性、以及對微生物的敏感性和貨架期等。測量含水量的方法包含干燥法、蒸餾法、卡爾•費休法、電導測定法和近紅外光譜法等。以上方法或者在測量準確度、靈敏度上有待提高，或者會損壞樣品的完整性。

對于食品中水分子結(jié)合能力和流動性等的測定，傳統(tǒng)方法僅能獲得少量關于食品中物理狀態(tài)結(jié)合水的信息。另外，對食品中的水分移動進行有效監(jiān)測和控制，對于預測產(chǎn)品的貨架期及提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性將產(chǎn)生積極的意義，這就需要一種方法能夠有效檢測樣品中水分的空間分布信息。

低場核磁共振分析及成像技術作為近年來迅速發(fā)展的一項技術，運用于水分測量具有顯著的技術特點：該技術對樣品無損、無污染；測量迅速、準確；可同時獲取樣品在時域和空間上的信息，可獲得樣品整體的不同狀態(tài)水分的弛豫時間分布及內(nèi)部任意層面的圖像，方便研究樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性。

低場核磁共振技術的應用：

●含水量測定

在早些時期，低場核磁共振技術就被成熟應用于研究種子、木材以及食品等的含水量測試。核磁共振信號強度與H質(zhì)子含量成正比，可以通過信號量的多少對應于水分含量。

●水分的T2分布及流動性研究

低場核磁共振技術不僅能夠快速、準確測量樣品的含水量，還能獲得樣品的T2/T1弛豫時間分布圖，觀察到不同流動性的水組分。對于不同的食品及農(nóng)產(chǎn)品，通過低場核磁共振技術獲得的T2弛豫時間分布圖不同。如肉與肉制品中水分的T2弛豫譜圖中一般可獲得三種3種水存在形態(tài)。

●水分流動性變化研究

加工工藝的不同會改變食品及農(nóng)產(chǎn)品中水分分布狀態(tài)及流動性，而低場核磁共振技術可以迅速準確地捕捉到這一變化。由于低場核磁共振技術檢測時間段，不需要對樣品進行處理，可實現(xiàn)過程變化檢測，為企業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控、工藝調(diào)整提供有力檢測工具。

低場核磁共振技術廣泛應用于食品及農(nóng)產(chǎn)品中的水分含量測定、水分分布及流動性變化情況研究，并與其食用品質(zhì)、加工貯藏特性間的進行了相關性研究，可實現(xiàn)快速、動態(tài)地預測和控制食品及農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量品質(zhì)。隨著國產(chǎn)化低場核磁共振設備日趨成熟和快速發(fā)展，國內(nèi)同行使用儀器成本大大降低，低場核磁共振技術將在食品水分分析中起著越來越重要的作用。

推薦儀器：核磁共振成像分析儀NMI20-040V-I

【史然LF-NMR及其成像技術在食品水分分析中的應用進展[J]. 計測技術, 2014, 000(0z1):70-74.】