核磁共振技术在监控水产品贮藏过程品质变化的应用研究

应用原理概述：
水分是许多食品的主要成分，每种食品具有特定的水分含量，并以适当的数量、特定的定位定向存在于食品之中。其对食品的结构、外观以及对腐败的敏感性有着很大的影响，而目前应用最为广泛的是以氢核为研究对象的核磁共振技术，早在1950年，美国就开始将核磁共振技术应用于研究食品中的水合作用，目前国内外利用核磁共振研究食品中的水分相态、分布、迁移等，并以此反映食品内部成分如蛋白质的变化，以此表征食品的品质的变化过程。

低场核磁共振应用领域：

• 水产品贮藏过程水分迁移和品质监测；

• 活体水产品如鱼的瘦肉、脂肪体成分含量测试；
  

案例一：对虾在4℃贮藏过程核磁共振弛豫图谱的变化

（A）对虾4℃贮藏过程核磁共振T2弛豫图谱的变化；（B）不同贮藏时间的核磁共振质子密度相；
1. 根据文献[1]可知，不易流动水是指肌肉纤维之间，位于蛋白质空间网络结构空隙中的水分；自由水是存在于肌肉纤维束外部的水分，在4℃贮藏过程中，不易流动水含量逐渐减少，自由水含量则呈现先减少后增加的趋势，这主要由于:在贮藏初期，位于虾腮部及身体表面的的水分不断蒸发，自由水逐渐减少，在贮藏中后期，蛋白质空间结构的破坏整体的持水性下降，纤维细胞通透性的改变，组织液渗出，不易流动水向自由水迁移，不易流动水减少，自由水降低，肌肉纤维松弛，这与贮藏过程中蛋白质结构被破坏相符；
2.由图B可知，在核磁共振图像上，图像越亮，氢质子含量越多，水分的运动性增加，贮藏1-5d过程中，虾的亮度先变暗后变亮，表明水分含量先减少后增加，水的运动性逐渐增强，更容易被微生物利用。整体而言，虾的腐败最先从头部开始，微生物的代谢增强，亮度变亮。

案例二：鳕鱼在-10℃贮藏过程的品质监测

1.鳕鱼在-10℃贮藏过程，肌原纤维内部水分发生迁移，肌原纤维内部及间隙中的水分转移到外部空间，使得不易流动水含量逐渐降低，自由水含量逐渐增加，在贮藏10-14week时自由水含量达到最大，而此时持水力和表观粘度也同时达到最低，剪切力达到最大；
2.相关性分析表明，在整个贮藏过程，表观粘度和剪切力与不易流动水含量、自由水含量均呈现良好的指数相关性，试验结果表明，低场核磁共振可用来监测鳕鱼贮藏过程品质的变化，并可应用到预测水产品货架期中。(文献[2])

案例三：虾肉干燥过程水分分布及迁移

1.核磁共振成像中（图四和图五），颜色代表信号强度，红色信号越大，氢质子密度越大，蓝色信号越大，氢质子密度越小，通过核磁共振成像可明显看出不同干燥时段水分的分布及变化；
2.干燥过程中，虾肉体积明显缩小，不同区域的水分分布不均匀，通过对不同区域核磁成像信号的分析，可进一步研究各个区域的干燥速率，为干燥工艺的确定、虾肉品质的研究提供快速、直观的方法。

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