核磁共振技术及其应用分解
核磁共振技术的基本原理与应用

核磁共振技术的基本原理与应用核磁共振技术(NMR)是现代科学领域中最为重要和广泛应用的一种技术,广泛应用于化学、物理、生物、医学等各个学科领域。
本文将从NMR的基本原理入手,深入探讨NMR的应用及优势。
一、NMR的基本原理核磁共振技术的基本原理是基于核磁共振的现象,当物质中的原子核受到外加脉冲磁场的影响时,其能量水平的分布状态会发生改变,从而使得这些原子核的自旋方向发生一定的变化。
这种自旋运动的变化会引起原子核所在的原子体系产生一个感应信号,这个感应信号就是核磁共振信号。
二、NMR的应用1.化学应用核磁共振技术在化学应用领域中的应用主要是用于结构和化学反应的表征,包括定量分析、定性分析以及物质结构的表征等。
通过NMR技术,我们可以获取到关于化学物质中原子之间的相对位置关系、化学键形成方式以及共价键组成的信息,非常适用于有机物的分析和表征。
2.生物应用在生物学领域中,核磁共振技术主要是用于研究生命系统中的结构和功能,包括蛋白质、肽链、核酸、糖类等生物大分子的结构研究以及动力学行为的表征等。
通过核磁共振技术,可以实现区分、研究和表征各种生物大分子和它们之间的相互作用关系,从而为生命科学领域的研究提供一些非常有用的实验数据。
3.医学应用核磁共振技术在医学领域被广泛应用于成像诊断,比如常见的核磁共振成像技术(MRI)。
MRI是一种非侵入性的检测,能够在没有任何副作用的情况下对人体内部进行成像分析,从而对疾病的诊断和治疗提供了非常有力的支持。
三、NMR技术的优势与传统的化学、生物、医学等领域的研究方法相比,核磁共振技术具有以下优势:1.高灵敏度:核磁共振技术能够提供极高的检测灵敏度,可以检测到非常微小的样品以及特定原子的自旋状态。
2.非侵入性:核磁共振技术不需要对样品进行任何破坏性处理,且对人体的影响较小,能够提供无创的检测方法。
3.高分辨率:核磁共振技术能够提供非常高的分辨率,能够对样品的微观结构和分子构象进行准确分析。
磁共振常用技术及临床应用

磁共振常用技术及临床应用
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)是一种常用的医学影
像学技术,通过利用人体组织对磁场和射频脉冲的不同响应来获得高
分辨率的图像,被广泛用于医学诊断和研究领域。
下面将介绍磁共振
常用技术及其在临床应用中的重要性。
一、磁共振技术分类
1. 结构成像技术:包括T1加权成像、T2加权成像、FLAIR成像等,用于显示人体不同组织的结构和形态。
2. 功能成像技术:包括脑功能磁共振成像(fMRI)、扩散张量成像(DTI)等,用于评估人体器官的功能状态和活动。
3. 成像后处理技术:包括磁共振波谱成像、磁共振弹性成像等,用
于进一步分析和诊断疾病。
二、磁共振在临床应用中的重要性
1. 提高诊断准确性:磁共振成像具有较高的分辨率和对比度,能够
清晰显示人体组织结构和病变情况,有助于医生准确诊断疾病。
2. 无创伤性:相比X射线和CT等影像学检查,磁共振成像不使用
放射线,对患者无损伤,适合长期监测和儿童、孕妇等特殊人群。
3. 多种功能检查:磁共振技术可以提供多种不同的成像方式,如
T1、T2、DWI等,可以全方位检查人体器官的结构和功能。
4. 临床研究应用广泛:磁共振技术不仅用于疾病的诊断,还广泛用于临床研究,如神经科学、肿瘤学等方面。
总之,磁共振成像技术在临床医学中具有重要的地位和作用,不断推动医疗影像学的发展和进步。
希望随着科技的不断发展,磁共振技术能够更加完善和普及,造福更多的患者。
磁共振成像技术与应用

磁共振成像技术与应用磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)技术是一种非侵入性的医学影像学方法,利用核磁共振原理对人体进行断层扫描,以获得高分辨率和高对比度的解剖图像。
自20世纪70年代问世以来,MRI技术在医学领域广泛应用,并在临床诊断、研究、康复治疗等方面发挥了重要作用。
一、MRI技术原理与基础知识MRI技术基于核磁共振原理,它通过置入人体强磁场中的氢原子核自旋来获取图像。
核磁共振的基本原理是利用静磁场使原子核自旋取向发生改变,再通过射频脉冲和梯度磁场来引起自旋的共振转移,最后检测并分析共振转移信号以生成图像。
二、MRI技术的应用领域1. 临床诊断:MRI技术可以提供多种成像方式,如T1加权图像、T2加权图像、增强扫描等,可用于检测各种器官和组织的异常情况,包括脑部疾病、心血管病变、肿瘤等等。
2. 神经科学研究:MRI技术在研究大脑的结构、功能、代谢以及神经系统疾病等方面有着重要应用。
例如,功能磁共振成像(fMRI)可以用来研究大脑激活区域和认知功能。
3. 康复治疗:MRI技术在康复治疗中起到了重要的作用。
通过MRI 可以对患者的受伤部位进行准确的定位和评估,有助于医生选择合适数字康复方案和监测疗效。
4. 科研开发:MRI技术也被广泛应用于科研领域。
例如,在生物医学研究中,利用MRI技术可以观察小鼠、大鼠等动物器官和组织的形态、结构和功能。
三、MRI技术的优势与不足MRI技术在医学影像学中具有诸多优势。
首先,它不需要使用任何放射性物质,对患者无辐射危害。
其次,MRI能够提供高分辨率和高对比度的图像,对软组织和器官的诊断具有很高的准确性。
此外,MRI还可以同时获得多平面和三维图像,提供更全面的信息。
然而,MRI技术也存在一些不足之处。
首先,MRI设备价格昂贵,维护费用高,对医疗机构的资金和设备要求较高。
其次,MRI扫描时间较长,对患者的协作性和安静程度要求高。
核磁共振谱技术的原理及应用

核磁共振谱技术的原理及应用核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)是一种用于分析化合物结构和物理性质的非常有效的技术。
该技术已经广泛应用于化学、材料科学、生物医学和环境科学等领域。
本文将对核磁共振谱技术的原理及其应用进行探讨。
一、核磁共振谱的原理核磁共振在物理学上指的是核磁矩在磁场中发生的现象。
在强磁场作用下,原子核呈现自旋状态,其周围产生一个磁场。
当原子核处于外加射频场的作用下,将产生核磁共振吸收谱,这个谱是一种特殊的光谱。
核磁共振谱的原理就是将物质放入强磁场中,利用核自旋量子数和核磁共振所产生的能量差异,测定样品中核原子的类型和数量。
核磁共振谱主要是用于分析样品的化学结构和分子排布,因为不同类型的原子核在相同的磁场作用下具有不同的共振频率,这使得核磁共振谱成为一种非常有效的分析化合物结构的工具。
例如,氢核磁共振谱的主要应用就是用于分析一些含有氢原子的有机化合物和生物分子。
二、基础核磁共振谱最常见的核磁共振谱是基础核磁共振谱,它仅测定样品中的氢信号。
此处的氢信号是指样品中H原子产生的核磁共振吸收信号,即氢原子在其发生共振现象时发出的能量。
基础核磁共振谱是用来确定原子的类型以及它们的磁环境。
对于氢原子,它们通常被归为三类:α(顺式)、β(反式)和γ(孤立的)。
除了氢核共振,还有碳共振。
由于碳是一种核磁共振活性低的元素,因此采用的谱仪比氢核共振谱仪复杂得多。
碳核磁共振谱,可以分析分子的骨架结构。
其分析范围更广泛,通常用于分析各种化合物、分子和聚合物。
三、高分辨核磁共振技术高分辨核磁共振技术(High-Resolution Nuclear Magnetic Resonance, HR-NMR)是一种针对复杂分子中信号重叠问题的高级核磁共振技术。
在高分辨核磁共振技术中,谱仪具有更高的分辨率,从而可以分离并分析分子中的多个组分。
这种技术能够让研究人员更加准确地分析分子结构,并且可提高谱图的信噪比。
核磁共振成像技术的物理原理及应用

核磁共振成像技术的物理原理及应用核磁共振(NMR)是一种物理现象,它指的是被外加磁场激发了自旋的原子、分子或核子的向外发射能量的过程。
在医学领域,核磁共振成像技术(MRI)是一项重要的诊断工具,它可以帮助医生检测病人的内部结构,比如头部、胸部和肢体等部位。
本文将介绍MRI的物理原理、应用和未来的发展方向。
1. 物理原理在MRI中,磁共振所产生的信号来源于一些在人体内具有自旋的核子,比如氢原子中的质子和碳原子中的核子。
这些核子带有一个自旋量子数,它可以被外加磁场激发或者被核间相互作用激发。
在外加磁场的作用下,旋转时会发生Larmor进动,进动频率与外磁场大小成正比。
磁共振成像就是利用这一原理来获取人体内部的图像。
在成像前,患者需要先进入MRI机中,MRI机则会产生一个强磁场,使患者体内的核子同向排列,使得这些核子共同具有一个自发激发的“共振”状态。
为了进一步增强共振信号的强度,医生会在这个过程中通过向患者体内发射一些射频波,激发核子自发地发出信号,这些信号则由MRI机的探测器接收并处理,从而生成出最终的图像。
2. 应用MRI技术在医学领域有着广泛的应用,对于骨骼、软组织、脑部、心脏、肺部等内部器官扫描都有着良好的应用效果。
比如,MRI可以用来检测中风、脑出血、脑血管瘤等疾病。
在眼科领域中,MRI技术可以用来观察眼球内部的情况,处理虹膜和视网膜等部位的问答。
此外,MRI还具有标本研究方面的应用,可以提供组织影像和实时定位,可用于生物学研究、药物研究和疾病研究等领域。
MRI还被广泛应用于物理和工程学界,如石油勘探领域、新材料的制造等。
3. 未来发展方向MRI技术与人工智能、大数据等领域的结合会是一个有潜力的领域,如利用MRI成像技术的大数据,发掘背景丰富的图像数据,可以应用于疾病预测、疾病治疗等领域。
此外,磁共振技术的发展还提高了其对人类健康的重要性,值得期待的是,在未来几年内,MRI技术会继续得到改进和优化。
核磁共振技术与应用

核磁共振技术与应用核磁共振技术(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)是一种通过测量原子核在磁场中的行为来揭示化学和物理性质的分析方法。
它凭借其高分辨率、无损、非放射性等特点,成为现代科研和医学领域中不可或缺的重要工具。
本文将介绍核磁共振技术的原理、方法和在不同领域中的应用。
一、核磁共振技术原理核磁共振技术基于原子核自旋的量子性质,通过外加静态磁场和高频交变磁场之间的相互作用来实现。
其基本原理可以概括为以下几个步骤:1. 样品置于强大的静态磁场中,使得样品中的原子核自旋朝向磁场方向。
2. 外加高频电磁波(通常为无线电波)与静态磁场共同作用于样品,使能级分裂,并导致自旋翻转。
3. 自旋翻转后的原子核会返回基态,并释放出能量。
4. 探测器接收被释放的能量,并将其转化为电信号进行测量和分析。
二、核磁共振技术方法核磁共振技术可以根据测量的参数和探测器类型来进行分类。
常用的核磁共振技术方法包括:1. 核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance Imaging,MRI):通过测量不同组织中水分子的运动和分布来获取人体或物体的内部结构图像,广泛应用于医学、生物学和材料科学等领域。
2. 磁共振波谱学(Magnetic Resonance Spectroscopy,MRS):通过分析样品中不同谱峰的强度和位置来确定样品的组成和结构,对于生物分子、有机化合物等的结构解析具有重要意义。
3. 固体核磁共振(Solid-state Nuclear Magnetic Resonance,ssNMR):主要用于研究固体材料中的晶体结构、新材料的合成和性能等方面。
4. 动态核磁共振(Dynamic Nuclear Magnetic Resonance,DNMR):研究核磁共振过程中的动态行为,如自旋动力学、自旋耦合等。
三、核磁共振技术的应用核磁共振技术具有广泛的应用领域,下面介绍其中几个重要的应用方向。
核磁共振成像的原理与应用

核磁共振成像的原理与应用核磁共振成像(NMR)技术,也被称为磁共振成像(MRI),是现代医学领域中应用广泛的无创成像技术。
该技术的原理基于核磁共振现象,通过对人体内的原子核进行激发和检测,获得人体内部结构的高清图像,这大大改进了人体内部疾病的诊断和治疗。
本文将从核磁共振成像的原理和应用两个方面进行详细介绍。
一、核磁共振成像的原理核磁共振现象是物理学中的一种基本现象。
当原子核处于强磁场中时,其会发生预cession(进动)现象,即前进和退后的往返运动,其中这一运动的频率与磁场的强度有着密切的关系。
当原子核在外部强磁场中的方向与磁场相连时,将构成高度秩序的、统一前进的状态。
在这一状态下,当对原子核提供一个特定的射频信号时,这些原子核将被激发,产生旋翼运动,并放出周围的能量。
通过激励原子核的磁场脉冲的强度和频率可以产生不同的共振响应,每一个响应都对应着具有不同的特征的原子核,然后我们可以对这些响应进行检测和汇总,最终得到被测量的物体的结构图像。
在核磁共振成像中,我们通常使用磁共振扫描仪来探测原子核,其原理是通过预设区域内的高强度均匀静磁场,使得被探测的原子核都处于同一方向,接着施加特定的射频脉冲,对区域内的原子核进行激发,之后切换成观测模式,检测每个原子核发出的信号,并将这些信号转换成 3D 扫描图像。
二、核磁共振的应用核磁共振成像技术可以被广泛地应用在不同领域,下面将分别介绍医学、生命科学和材料科学领域中的应用。
2.1 医学领域核磁共振成像技术是现代医学中极为重要的成像方法,它可以准确地捕捉人体内部的各种器官和组织的结构特征,从而在医疗精细化发展的进程中显得越发重要。
在肿瘤诊断中,核磁共振成像技术可以提供高精度的3D图像,协助医生更好地判断肿瘤的大小和位置,从而选择更加合适的治疗方案。
在神经科学领域中,核磁共振成像技术可以准确显示人脑中的各个功能区域,如医生可以利用磁共振技术来诊断失眠等神经系统的基础异常。
核磁共振光谱技术的原理与应用

核磁共振光谱技术的原理与应用核磁共振技术(NMR)是一种应用于化学、物理和生物学等领域的非常重要的技术,其主要基于物质所具有的核磁共振现象。
其主要原理是通过线圈产生的强磁场使样品中的核自旋在外界干扰下出现磁共振现象,通过测量不同核种类的共振谱图,可对样品进行精确的分析和定量。
一、核磁共振光谱技术的原理核磁共振技术的原理基于物质所具有的核磁共振现象,即核自旋在外界干扰下出现的能态跃迁所放出的电磁辐射。
这是因为物质中的原子核都具有自旋,而磁场会引起原子核自旋的定向,每种核自旋的数量和强弱不同,因此不同的核对外加磁场的反应也不同,它们会具有不同的共振频率,即信号在NMR光谱上的峰位位置不同。
因此,通过测量各种核的NMR信号,就可以获得其所在分子的结构、分布、运动和相互作用情况。
在实验过程中,首先把待分析的样品置于强磁场之中,并非常精确地调整外磁场的大小和方向。
这时,电子轨道对于磁场的响应可以忽略不计,而且核磁共振信号非常弱,为了探测到弱的共振信号,我们需要使用高灵敏度的电子学仪器。
当人们通过一定的方式加入能量到样品中时,如通过微波等电磁波辐射样品,样品吸收能量,相当于系统的能态跃迁,如果样品中存在其它原子核,则释放出特定频率的辐射信号。
二、核磁共振光谱技术的应用核磁共振技术在历史上是为了研究分子结构和运动,但是现在许多其他重要的应用已被发现。
与其他技术相比,核磁共振技术最吸引人的特点是非常高分辨率和选择性。
这种技术可以用于无机和有机化合物的分子结构解析、量子化学、物理化学、生命科学等领域。
1. 化学领域在化学分析中,核磁共振技术已经成为最常用的质谱分析技术之一。
因为它可以快速地提供高分辨率的分子结构信息,在用于无机气体分析和液体混合物分析时,它已经成为样品分辨率的标准方法。
此外,和其他方法相比,它更加可靠,能够检测出非常细微的物质成分。
2. 医疗领域核磁共振技术在医学中得到了广泛的应用,因为它可以获得生物分子和组织的非破坏性显像信息。
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核磁共振技术及其在食品分析检测中的应用The Technology of Nuclear Magnetic Resonance and Its Application in food analysis and detection摘要核磁共振分析技术是利用物理原理, 通过对核磁共振谱线特征参数的测定来分析物质的分子结构与性质.它不破坏被测样品的内部结构, 是一种无损检测方法. 本文重点介绍了核磁共振技术的原理及其在食品中的水分、油脂、玻璃态转变、碳水化合物、蛋白质及品质鉴定等方面的研究进展。
关键词:核磁共振技术;应用;食品;分析;检测。
AbstractThe technology of nuclear magnetic resonance analysis can be used to determine the structure and the nature of molecules and it is a nondestructive test. This article introduces briefly its principles and its application in food detection was summarized in the aspect of moisture, oil, glass transition, carbohydrate, protein and quality detection.Keywords: technology of the nuclear magnetic resonance; application; food;analysis;detection.目录摘要 (I)Abstract (II)第一章概述 (1)第二章核磁共振技术 (2)2.1核磁共振的基本原理 (2)2.2核磁共振技术的实验装置 (3)第三章核磁共振技术在在食品分析检测中的应用 (4)3.1NMR技术在水分分析中的应用 (4)3.2NMR技术在油脂分析中的应用 (5)3.3NMR技术在玻璃态转变研究中的应用 (6)3.4NMR技术在碳水化合物分析中的应用 (6)3.4.1NMR技术在糖类分析中的应用 (6)3.4.2NMR技术在淀粉分析中的应用 (7)3.5NMR技术在蛋白质分析中的应用 (7)3.6NMR技术在食品品质鉴定中的应用 (7)第四章小结 (9)参考文献 (10)第一章概述核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)是基于原子核磁性的一种波谱技术,是一种鉴定有机化合物结构和研究化学动力学等的现代仪器分析方法。
它的最基本原理是,原子核在磁场中受到磁化,自旋角动量发生进动,当外加能量(射频场)与原子核震动频率相同时,原子核吸收能量发生能级跃迁,产生共振吸收信号[1]。
它由荷兰物理学家Goveter首先发现,而美国物理学家Purcell和Bloch各自领导的科研组几乎同时独立观察到一般状态下物质的核磁共振现象,并因此获得1952年诺贝尔物理学奖[2]。
NMR 技术于70年代初期开始在食品科学领域发挥其优势,相比于其他传统的检测方法,核磁共振法能够保持样品的完整性,是一种非破坏性的检测手段;操作方法简单快速,测量精确,重复性高;样品无需添加溶剂,定量测定无需标样;测量结果受材料样本大小与外观色泽的影响较小,且不受操作员的技术和判断所影响,因此,核磁共振技术在食品科学研究中越来越受青睐。
最初主要应用于研究水在食品中的状态[3],随着该技术的不断更新,在油脂、蛋白质结构、玻璃化相变、碳水化合物等方面的分析研究中也得到了越来越广泛的应用。
核磁共振技术主要有两个学科分支:核磁共振波谱(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy)和磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, 简称MRI)。
核磁共振波谱技术是基于化学位移理论发展起来的,主要用于测定物质的化学成分和分子结构[4]。
核磁共振成像技术诞生于1973年,它是一种无损测量技术,可以用于获取多种物质的内部结构图像。
第二章核磁共振技术2.1核磁共振的基本原理原子核磁性的大小一般用磁矩μ表示,μ具有方向性,μ=νhI,h是普朗克常数,I为自旋量子数,简称自旋。
旋磁比ν实际上是原子核磁性大小的度量,ν值大表示原子核的磁性强,反之亦然。
在天然同位素中,以氢原子核(质子)的ν值最大(42.6 MHz/T),因此检测灵敏度最高,这也是质子首先被选择为NMR研究对象的重要原因之一。
当把有磁矩的核(I≠0)置于某磁场中,该原子核在磁场的行为就好似陀螺的运动——拉莫尔进动,其频率由下式决定:ω=2пν,式中ω为角频率,ν为拉莫尔进动频率。
当外加射频场的频率与原子核的拉莫尔频率相等时,处于低能态的核便吸收射频能,从低能态跃迁到高能态——即生核磁共振现象。
没有自旋的原子核(I=0)没有磁矩,这类核观察不到NMR信号,如12C,16O,32S等,I=1/2的原子核是NMR中研究得最多的核,如:1H,13C,19F,15N,29Si,31P等。
某些元素I的取值如表2-1所示。
表2-1 某些元素的I取值及I与质量数、原子序数的关系质量数原子序数(质子数)中子数I取值例举偶数偶数(偶数) 0偶数奇数(偶数)正整数奇数偶或奇(奇或偶)半整数2.2核磁共振技术的实验装置实现核磁共振可采取两种途径:一种是保持外磁场不变,而连续地改变入射电磁波频;另一种是用一定频率的电磁波照射,而调节磁场的强弱。
图 2.1为核磁共振现象的装置示意图,采用调节入射电磁波频率的方法来达到核磁共振。
样品装在小瓶中,并置于磁铁两极之间,瓶外绕有线圈,通有由射频振荡器输出的射频电流。
于是,由线圈向样品发射电磁波。
调制振荡器的作用是使射频电磁波的频率在样品共振频率附近连续变化,当频率正好与核磁共振频率吻合时,射频振荡器的输出就会出现一个吸收峰。
这可以在示波器上显示出来。
同时由频率计即刻读出这时的共振频率值。
核磁共振谱仪是专门用于观测核磁共振的仪器,主要由磁铁、探头和谱仪三大部分组成。
磁铁的功用是产生一个恒定的磁场;探头置于磁极之间,用于探测核磁共振信号;谱仪是将共振信号放大处理并显示和记录下来。
随着核磁共振技术的发展,已研制出各种类型的核磁共振仪。
图2.1 核磁共振实验装置示意图第三章核磁共振技术在在食品分析检测中的应用3.1NMR技术在水分分析中的应用水分在食品中的含量、分布和存在状态的差异会直接影响到食品的品质、加工特性和稳定性等。
卡尔·费休法是国内外通用的测定物质中水分的标准方法,也是最常用的方法,但其操作较复杂,且对固体样品必须事先粉碎均匀,对样品具有破坏性。
而NMR技术则能通过测定氢原子核在磁场中的纵向弛豫时间T1和横向弛豫时间T2,分析研究物质的含水量、水分分布、迁移以及与之相关的其他性质[5],当水和底物紧密结合时,T2会降低;而游离水流动性好时则有较大的T2。
Bertam等人[6]运用低脉冲场NMR对PSE肉和DFD肉在冻藏过程中的水分活度和分布的变化进行研究。
将两种猪肉在-20℃与-80℃下冷藏10个月,每隔1~2个月测定其T2值。
结果表明,NMR对冻藏诱发的肉结构变化以及结构变化所产生的水分迁移非常敏感,随着冷冻时间的增加,猪肉中自由水的含量也明显增多。
另外,实验发现蛋白质的变性及结构变化与肉中水分活度的变化有密切关系,PSE肉比DFD肉更容易在冷冻条件下由于肉结构变化引起的水分迁移而变质。
李资玲等人[7]利用核磁共振测定三种不同配方面包在制作过程(和面、发酵、醒发和焙烤)中质子的自旋!自旋弛豫时(T2)。
实验表明,在面包制作过程中,其束缚相和自由相的迁移行为不同,T21部分即“束缚水”部分流动性一直呈下降趋势,其含量在前三个阶段稍有上升,焙烤阶段开始下降且趋势非常明显;T22部分即“自由水”部分的流动性在前三个阶段呈下降趋势,在焙烤阶段回升,其含量一下呈上升状态。
Lucas等人[8]则利用MRI测定了面包在预冻和冷冻过程中水分含量(包括冰含量)的变化情况,发现在冰冻状态下也可利用NMR来区分水分的不同结合状态,结果表明在冻结过程中局部冰含量成比例的减少。
Kuo等人[9]将两种分别用生面团和熟面团制成的干酪在常温状态下贮藏10d,用NMR测出熟面团干酪的水分活度小于生面团干酪。
且在贮藏过程中T2和T1值的增加,说明水分活度增加,持水力下降,该现象被认为是蛋白质基质转变的结果。
3.2NMR技术在油脂分析中的应用脂肪分析时,NMR法是取代油脂质量控制实验室中采用固体脂肪指数(SFI)分析方法唯一可行的、有潜在用途的仪器分析方法[10],并且已经形成了国际标准[11]。
目前国内在这方面的研究主要还集中在油料种子含油量的测定方面,而在国外的应用得则较为广泛。
晶态脂肪的特性取决于SFC值及其分形结构,Mazzanti等人[12]将微粘细胞在剪切流作用下发展为结晶态脂肪,用NMR测其油中的硬脂酸甘油脂,通过FID 值与标准参数校准后可直接测出其SFC值。
传统方法测定焦糖中的油含量时必须将样品预先干燥,不能满足需要同时测定其中油水含量的焦糖生产工艺,Rudi等人[13]利用时域NMR技术对样品进行复合弛豫分析,在同一时间测定纵向和横向弛豫时间T1和T2,使得生产过程中的油水含量可同时被测定。
Vanlent等人[14]利用NMR和共焦激光扫描显微镜检测法(CSLM)测定6种不同工艺制作的黄油中的小水滴尺寸及分布,用以确定其中微生物稳定性和感官品质,结果发现,在所测量的样品中,各种工艺所制的黄油表现出了明显的不同。
Kiokias等人[15]则用静光散射和NMR测量经过加热、酸化和固蛋白处理的水包油乳化体系中液滴尺寸,结果表明,除脂肪含量较低的乳剂外,两种方法都能对乳剂中的液态油进行测量,适用于多种乳制品。
脂肪在乳中以脂肪球的形式存在,在一定温度下会发生结晶。
Bertram等人[16]以两种长链脂肪酸含量不同的奶酪作为研究对象,在奶酪连续冷却过程中测量弛豫时间T2,用以判断乳脂肪球的晶型转变,结果发现在17~22℃时两种奶酪的T2都发生了明显的突变,而运用DSC分析得出这些突变正好对应脂肪的结晶峰值,从而得出用1H-NMR可以测定奶酪的相转变,并快速准确地得到结晶温度。
Santana等人[17]则用DSC和NMR 分析了6种脂肪样品在超临界液体溶剂中的氢化作用下的解链行为,同时测定SFC值。
结果发现,以二甲醚为反应溶剂、0.5%Pd/Al2O3催化剂的氢化产品的热变性曲线要好于以丙烷为反应溶剂、Pd/C 为催化剂的产品反应曲线。