應(yīng)用原理概述:
水分是許多食品的主要成分,每種食品具有特定的水分含量,并以適當(dāng)?shù)臄?shù)量、特定的定位定向存在于食品之中。其對食品的結(jié)構(gòu)、外觀以及對腐敗的敏感性有著很大的影響,而目前應(yīng)用最為廣泛的是以氫核為研究對象的核磁共振技術(shù),早在1950年,美國就開始將核磁共振技術(shù)應(yīng)用于研究食品中的水合作用,目前國內(nèi)外利用核磁共振研究食品中的水分相態(tài)、分布、遷移等,并以此反映食品內(nèi)部成分如蛋白質(zhì)的變化,以此表征食品的品質(zhì)的變化過程。
應(yīng)用領(lǐng)域:
肉品的持水性
冷卻、解凍工藝的研究
海產(chǎn)品貨架期評價
低場核磁共振應(yīng)用領(lǐng)域:
案例一:對蝦在4℃貯藏過程核磁共振弛豫圖譜的變化
(A)對蝦4℃貯藏過程核磁共振T2弛豫圖譜的變化;(B)不同貯藏時間的核磁共振質(zhì)子密度相;
1. 根據(jù)文獻(xiàn)[1]可知,不易流動水是指肌肉纖維之間,位于蛋白質(zhì)空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)空隙中的水分;自由水是存在于肌肉纖維束外部的水分,在4℃貯藏過程中,不易流動水含量逐漸減少,自由水含量則呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢,這主要由于:在貯藏初期,位于蝦腮部及身體表面的的水分不斷蒸發(fā),自由水逐漸減少,在貯藏中后期,蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的破壞整體的持水性下降,纖維細(xì)胞通透性的改變,組織液滲出,不易流動水向自由水遷移,不易流動水減少,自由水降低,肌肉纖維松弛,這與貯藏過程中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞相符;
2.由圖B可知,在核磁共振圖像上,圖像越亮,氫質(zhì)子含量越多,水分的運動性增加,貯藏1-5d過程中,蝦的亮度先變暗后變亮,表明水分含量先減少后增加,水的運動性逐漸增強(qiáng),更容易被微生物利用。整體而言,蝦的腐敗最先從頭部開始,微生物的代謝增強(qiáng),亮度變亮。
案例二:鱈魚在-10℃貯藏過程的品質(zhì)監(jiān)測
1.鱈魚在-10℃貯藏過程,肌原纖維內(nèi)部水分發(fā)生遷移,肌原纖維內(nèi)部及間隙中的水分轉(zhuǎn)移到外部空間,使得不易流動水含量逐漸降低,自由水含量逐漸增加,在貯藏10-14week時自由水含量達(dá)到最大,而此時持水力和表觀粘度也同時達(dá)到最低,剪切力達(dá)到最大;
2.相關(guān)性分析表明,在整個貯藏過程,表觀粘度和剪切力與不易流動水含量、自由水含量均呈現(xiàn)良好的指數(shù)相關(guān)性,試驗結(jié)果表明,低場核磁共振可用來監(jiān)測鱈魚貯藏過程品質(zhì)的變化,并可應(yīng)用到預(yù)測水產(chǎn)品貨架期中。(文獻(xiàn)[2])
案例三:蝦肉干燥過程水分分布及遷移
1.核磁共振成像中(圖四和圖五),顏色代表信號強(qiáng)度,紅色信號越大,氫質(zhì)子密度越大,藍(lán)色信號越大,氫質(zhì)子密度越小,通過核磁共振成像可明顯看出不同干燥時段水分的分布及變化;
2.干燥過程中,蝦肉體積明顯縮小,不同區(qū)域的水分分布不均勻,通過對不同區(qū)域核磁成像信號的分析,可進(jìn)一步研究各個區(qū)域的干燥速率,為干燥工藝的確定、蝦肉品質(zhì)的研究提供快速、直觀的方法。