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1在食品水分分析與檢測中的應用

低分辨核磁共振儀及其技術在水分分析與檢測中應用尤為廣泛。水分是構成食品的主要元素之一，它的遷移、變化影響著食品的品質與風味，因此，檢測食品中水分對食品加工、儲藏以及食品質量安全具有非常重要的指導意義。傳統(tǒng)的食品水分檢測方法采用干燥法、蒸餾法、卡爾·費休法，在檢測過程中可能會導致一些蛋白質變化或淀粉糊化等物理或化學變化，破壞了被檢樣品的完整性以及成分結構，不能反映食品中水分的物理狀態(tài)的直接信息;新的技術如紅外、近紅外分析技術等來測定食品水分，只反映的是被檢樣品中水分的部分信息，其應用也有一定的局限性。而低分辨核磁共振技術無損檢測，能夠有效獲取水分分布的全部信息，當水與底物結合穩(wěn)固時，T2值降低;當水流動性好時，T2值較高。氫核的弛豫時間會隨著食品的組成成分、保存溫度、儲藏時間、水分流動性等因素的變化而變化，這個參數(shù)能夠提供與水分子的結合力和移動相關的重要信息，應用于食品水分檢測具有明顯的優(yōu)勢。近年來，科研工作者利用低分辨核磁共振技術對肉質水分分析作了大量的研究。韓劍眾基于低分辨核磁共振技術，研究了不同品種(中國金華豬和杜長大豬)生鮮豬肉的水分存在狀態(tài)和變化規(guī)律，得到了宰后生鮮豬肉中水的存在狀態(tài)及分布情況，為低場核磁共振技術在評價宰后肉質的持水性能及變化方面的應用奠定了基礎。戚軍等通過低分辨核磁共振技術研究肌肉中水T2的變化，考察了凍融過程中羊肉持水力的變化規(guī)律，指出肌肉中不易流動水的弛豫時間可以作為考察凍融后肉品質持水力的一個重要指標，為快速無損檢測肉類水分提供了一種新方法。姜曉文也利用LF－NMR技術對豬肉持水性進行了研究，通過T2的積分面積反映宰后豬肉水分含量的變化，特別是國內注水豬肉問題嚴重的情況下，為食品安全豬肉的檢測與監(jiān)管提供了一種切實可行有效的方法與手段。

2在食品摻假鑒別中的應用

由于核磁共振技術無損檢測的特點，使得其在食品摻假識別、鑒定中得到應用。牛乳的摻假、摻雜現(xiàn)象成為嚴重的食品安全問題。LF－NMR通過對乳制品中脂固液比、脂肪結晶溫度、持水量、水分結合狀態(tài)、蛋白質變性、蛋白質聚集狀態(tài)等方面進行分析測試，能達到鑒別真?zhèn)蔚男Ч?。姜潮等人以摻假牛乳樣?摻入水、食鹽、尿素、豆?jié){等)復原乳以及純牛乳樣品為低場核磁共振檢測對象，利用主成分分析法(PCA)分析處理Carr－Purcell－Meiboom－Gill(CPMG)序列的檢測數(shù)據(jù)，在主成分得分圖上很好地區(qū)分出純牛乳和摻入不同物質的摻假牛乳，純牛乳、復原乳及其混合乳也得到有效的辨識，同時各種摻假牛乳樣品隨摻假物質的摻加比例在圖中呈規(guī)律性分布，通過低分辨核磁共振結合PCA法得到一種快速檢測與監(jiān)控牛乳品質的有效分析方法。低分辨核磁共振技術另具吸引力的一點是它能夠進行油品中的油份進行檢測。利用核磁共振技術能夠檢測到食用油脂(肉、黃油、棕櫚油、牛奶、巧克力等)中固體脂肪的含量，因此，LF－NMR還可以用于鑒定食用油的摻偽。王永巍等應用低分辨核磁共振技術測定了煎炸油分別摻有3種食用植物油(橄欖油、花生油、芝麻油)油樣的橫向弛豫時間T2弛豫圖譜，發(fā)現(xiàn)煎炸油在10ms處出現(xiàn)了一個特征峰，而其他三種純品油中并未檢出。隨著摻偽量的增加，該峰的峰面積比例逐漸增大，而峰開始時間則逐漸縮短。通過測定該特征峰面積比例和峰開始時間可定量測出煎炸油，提供了一種煎炸油摻偽食用植物油的快速鑒別方法。ZhangQing等通過LFNMR分析玉米油、花生油、油菜籽油、和大豆油與兩種煎炸油的T2峰值，建立了線性方程用以檢測摻假食用油。其實，鑒別油品的研究在很早就開始了，欽理力［30］用脈沖核磁共振鑒別法檢測餐飲廢油脂中的地溝油、泔水油及三種食用油在10℃和0℃下的SFC值，實驗結果表明地溝油和泔水油的固體脂肪含量遠遠大于食用油，在0℃下固脂含量為0的食用油，只要其摻偽了1%以上的餐飲廢油脂，就可以鑒別出來。花生油在10℃下SFC值雖達到了1.52%，但當其僅僅摻入1%的地溝油或泔水油時，SFC值明顯變高，可認為只要花生油中摻入了1%以上的餐飲廢油脂，即可檢測出來。此外，如果煎炸老油曾煎炸過動物食品，也可用本法檢出。此法操作簡單，快速準確，靈敏度高，實驗過程中不需要用任何化學藥品，只要稍加指導一般工作人員即可完成。另外，有研究表明，正常食用油脂與地溝油的弛豫反演譜有顯著區(qū)別，有明顯的特征峰出現(xiàn)。而且這種區(qū)別穩(wěn)定性很高，對于同一種地溝油，這種明顯特征不會隨著地溝油的過濾、脫膠、脫嗅、脫色等加工過程而消失。低分辨核磁共振技術在食用油摻假鑒別檢測中表現(xiàn)出了突出的技術優(yōu)勢，衛(wèi)生部公布核磁共振技術成為食用油摻假識假檢測的四種儀器方法之一。

3在食品微生物檢測中的應用

低分辨核磁共振技術在檢測微生物方面也嶄露頭角。食品微生物檢測是食品檢測中常規(guī)、必檢項目。針對食品中的病原微生物(如細菌、真菌和病毒等)以及其他有害生物(如寄生蟲)，傳統(tǒng)而有效的檢測方法為分離培養(yǎng)法。分離培養(yǎng)需要增菌、生化鑒定或血清學鑒定，整個過程需要2～3d甚至5～6d的時間才能完成，勞動強度大，耗時，不能及時、快速評價食品中微生物的安全性。目前，微生物快速檢測方法主要有紙片法、膠體金檢測法、微孔濾膜法、光電檢測法、酶底物法、酶聯(lián)免疫吸附法、免疫層析法、PCR法、分子雜交法等，各種技術在食品微生物快速篩查中發(fā)揮了重要作用。低分辨核磁共振技術以其獨特的檢測原理被作為一項新型快速檢測技術得到研究。J.ManuelPere等人通過將抗皰疹病毒多克隆抗體與直徑為46nm左右的Fe3O4納米磁珠連接制成納米傳感器，然后與病毒分子孵育，在1.5T(60MHz)核磁共振儀上檢測到了病毒顆粒，檢測限為5個病毒顆粒/10μL。該方法不需要生化鑒定或血清學鑒定，檢測靈敏度高、特異性強、快速便捷，磁性Fe3O4納米晶體在磁場中影響周圍水分子中氫原子的弛豫時間，核磁共振技術能非常精確地記錄水分子中氫原子內的原子核的行動，病原菌造成水量的1%的變動，都能被核磁共振檢測到。基于相同的技術原理，建立了牛奶中分支桿菌的快速檢測方法，檢測限達15.5CFUs，核磁共振技術檢測微生物不需要增菌，整個檢測時間不到1h，快速、靈敏，方法新穎，在病原微生物分析檢測中表現(xiàn)出良好的應用前景。

4展望

低分辨核磁共振技術是一種非常有潛力并具有優(yōu)勢的快速檢測技術，它在食品安全領域的研究正處于萌動發(fā)展時期。隨著低場核磁共振技術的快速發(fā)展以及低場核磁共振設備的不斷成熟，隨著對食品安全監(jiān)管力度的不斷加強，會吸引越來越多的科研工作者開發(fā)更多的技術與方法應用于食品安全領域，推動低分辨核磁共振技術的蓬勃發(fā)展。

作者：杜美紅孫永軍單位：北京市理化分析測試中心北京市食品安全分析測試工程技術研究中心