应用低场核磁共振测定鲜肉中水分分布的制样方法研究

摘要:近年来,低场核磁共振技术广泛应用于鲜肉中水分分布检测,但由于制样方法的差异,不同研究结果的可比性较差,为此,本实验对LF-NMR制样方法(肉样大小、分切方向、是否包膜)进行了研究。以宰后24h的猪背最长肌为对象,采用单因素实验,分别按不同大小、不同分切方向和包膜与否进行三组实验,对LF-NMR的弛豫时间T2相关指标进行方差分析和多重比较。结果表明,随着肉样质量的增加,T2b先减小后增大(P<0.05),A2b、A21逐渐增加(P<0.05);肉样分切方向不影响样品水分含量分布的研究;而包膜使样品的T2b减小、A2b和P2b增加(P<0.05)。因此,建议样品制样时在样品制样时建议样品大小为1.0×1.0×2.0cm,分切方向为沿肌肉方向,不包膜处理。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
前言1
1. 材料和方法 2
1.1 材料与设备 2
1.2仪器准备2
1.3实验方法 2
1.3.1肉样大小对LFNMR测定影响2
1.3.2 肉样分切方向对LFNMR测定影响2
1.3.3 肉样是否包膜对LFNMR测定影响3
1.4数据处理3
2. 结果与分析3
2.1 肉样大小对测定结果的影响3
2.2 肉样分切方向对测定结果的影响 4
2.3 包膜对测定结果的影响5
3.结论6
致谢6
参考文献7
应用低场核磁共振测定鲜肉中水分分布的制样方法研究
吴美丹 李春保
引言
前言
核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)是指具有固定磁矩的原子核(如1H、13C 等)在恒定磁场与交变磁场的作用下,与交变磁场发生能量交换的现象。虽然低场核磁共振(Lowfield NMR)(一般场强小于0.5T)在分辨率上不及高场核磁共振设备[1],但低场核磁共振不仅能够实现样品的快速、无损、绿色环保、精准的测定,而且设备造价相对较低[2,3],所以,近年来低场核磁共振广
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泛应用于鲜肉中水分分布的检测。目前应用较多的是以氢核(1H)为研究对象的核磁共振技术。NMR根据分辨率的差异,可以分为高分辨率(即高场)和低分辨率(即低场)两种不同的类型。高场核磁共振主要对样品的化学性质进行探测,低场核磁共振检测的对象一般针对的是样品的物理性质[4]。LFNMR主要通过对纵向弛豫时间T1(自旋—晶格),横向弛豫时间T2(自旋—自旋)和自扩散系数的测量,反应出质子(1H)的运动性质[5]。因为T2变化范围较大,而且T2比T1对多种相态的存在更加敏感。它还可以区分不与固体颗粒或其它溶剂作用的自由水和结晶水,以及结合水和不可移动水,还可以反映自由水和水化水之间的化学渗透交换[6],所以在肉品科学研究中,弛豫时间测量多用T2来表征。
作为一种无损检测技术,低场核磁共振能够快速反映猪肉样品中的水分分布及含量[7],有研究报道应用LFNMR 的横向弛豫时间对肉品的持水性[811]等进行了研究,根据王志永[12]的研究可知,取质量4~5g的样品进行检测时检测结果较好,但实际操作中专用的核磁小管(直径约为1cm,高度为约3.5cm)不能满足这个要求,而且通过文献调研发现,在研究过程中,不同研究者选择的肉样制样方法有一些区别。如,对于肉样大小而言,有采用肉样长度为1.0cm[13]的,有采用长度为1.8cm[11]的,有采用长度为2.5cm[13,14]的;对于肉样分切方向而言,有沿肌肉走向切得,有垂直肌肉走向切得[13];对于肉样是否包膜,则根本没有研究。本次实验是为了研究出最佳的制样方法,适当的样品制样方法不仅是获得样品内部水分分布的必要前提,同样也有助于研究者发现样品的内在本质属性,并提高研究效率。
基于以上分析,本实验利用低场核磁共振技术,以宰后24h的猪背最长肌为实验对象,以t21、A21、P21为实验指标,研究了样品的大小、分切方向及是否包膜对猪肉水分分布的影响,并优化运用低场核磁共振法测定猪肉的水分分布时的制样方法,并为后期应用低场核磁共振技术快速监控肉品水分分布提供最佳的制样方法。
1. 材料和方法
1.1 材料与设备
宰后24小时之内的猪背最长肌,购于南京市玄武区童卫路菜市场苏食肉品,剔除皮、筋膜、脂肪。
微型核磁共振成像分析仪,上海纽迈电子科技有限公司。
核磁小管(直径约1cm,高度约3.5cm)若干个。
塑封膜,天平1台,双片刀(间距为1、3cm),陶瓷刀1把,尺子1个,砧板等。
1.2仪器准备
查看文献可知,当TR为4500ms、τ为200μs、EchoCount为3000、NS为8、SW为250kHz的条件下采样时,可使得样品能够衰减完全并且具有良好的重现性,且有利于提高检测效率[15]。再根据实际情况,将仪器的参数设为重复采样等待时间(TR)为 4500ms,半回波时间(τ)为 200μs,回波个数(EchoCount)为 2000,重复扫描次数(NS)为 8,参数设好之后必须用油样预热仪器至少30分钟方可进行实验。
1.3实验方法
1.3.1肉样大小对LFNMR测定影响
①选择宰后24 h内的整条猪背最长肌(通脊),先用3cm厚的双片刀在通脊上切下肉块,然后在肉块上用1cm厚的双片刀切下肉片,再在肉片上用1cm厚的双片刀沿肌肉走向切下肉条,最后分切长度为1.0cm(即1.0×1.0×1.0,约1.0g)、1.5cm(即1.0×1.0×1.5,约1.5g)、2.0cm(即1.0×1.0×2.0,约1.9g)、2.5cm(即1.0×1.0×2.5,约2.5g) 、3.0cm(即1.0×1.0×3.0,约3.0g)的肉块各3块;
②将肉柱放入核磁小管中并在管口用塑封膜包住,用于低场核磁共振仪进行T2的测定,取平均值。在32 ℃、22.4 MHz共振频率下,使用CPMG脉冲序列(90°脉冲和180°脉冲之间的时间τ=110 μs),重复扫描8 次,间隔3 s,得到2 000个回波。
1.3.2 肉样分切方向对LFNMR测定影响
①选择宰后24 h内的整条猪背最长肌(通脊),先用3cm厚的双片刀在通脊上切下肉块,然后在肉块上用1cm厚的双片刀切下肉片。再在肉片上用1cm厚的双片刀沿肌肉走向切下肉条,最后切得2cm长(即1.0×1.0×2.0,约1.9g)的肉块5块;再在1cm厚的肉片上垂直纤维走向切下肉条,最后切得2cm长(约1.9g)的肉块5块;再在1cm厚的肉片上斜肌肉走向切下肉条,最后切得2cm长(约1.9g)的肉块5块;以及重量相近的无规则的肉块(约1.9g)5块。

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