基于低场核磁技术的薏苡仁属地快速鉴别

目的 对5个不同属地共25批次的薏苡仁药材进行原产地快速鉴别。方法 使用低场核磁共振分析仪,分析其体内的水分及脂类特征种类及含量,并对数据进行处理分类。结果 本次检测中,5个不同属地的薏苡仁药材水分及脂类含量相差较小,仅从标准检验无法对其原产地进行鉴别,而通过低场核磁共振分析仪分析和处理,可以准确地鉴别其原产地,成功率为100%,每个样品仅需测试2 min,全部样品仅3 h完成所有测试。结论 通过非传统分析仪器对中药材原产地进行快速准确鉴别,可促进特色农业良性发展和中药现代化的理性研究。

低场核磁共振技术研究猪肉冷却过程中水分迁移规律

目的:采用低场核磁弛豫时间和低场核磁成像技术,研究在模拟冷库环境条件下,风循环冷却和雾化喷淋冷却过程中猪肉水分迁移规律。方法:选择宰后2 h内的整条带皮猪背最长肌(通脊)10条,沿肌肉走向垂直方向分切成4份14 cm×10 cm×6 cm的肉块,其中2份保留猪皮及皮下脂肪(带皮组),另2份则去除猪皮及皮下脂肪(不带皮组),带皮组和不带皮组肉块分别放入风循环冷却和雾化喷淋冷却的模拟冷库中进行冷却,并于0.0、1.5、3.0、4.5、6.0 h和7.5 h进行低场核磁共振横向弛豫时间(T_2)和低场核磁成像测定,同时记录肉块质量变化。结果:风循环冷却过程中猪肉中结合水峰面积A_(2b)和结合水占猪肉中总水分的百分比P_(2b)变化差异不显著(P>0.05)、不易流动水t_(21)显著降低(P<0.05),自由水A_(22)、P_(22)也显著降低(P<0.05);而在雾化喷淋冷却过程中,结合水A_(2b)、P_(2b)和不易流动水t_(21)、A_(21)、P_(21)变化差异不显著(P>0.05),自由水A_(22)、P_(22)则显著降低(P<0.05)。带皮猪肉和不带皮猪肉在冷却过程中水分迁移的变化过程相同,但水分损耗存在差异。结合图像分析,在冷却过程初期,猪肉干耗主要是自由水的损失;而冷却后期,猪肉干耗则主要是部分不易流动水的损失。雾化喷淋冷却通过补充外源水,来减小猪肉内部和外表的水势差而抑制不易流动水由内向外迁移,可有效降低冷却干耗。

基于低场核磁技术研究混凝土标准养护过程微结构水分演化规律

快速准确地评价混凝土养护质量对混凝土的研究具有重要意义。本文采用低场核磁技术研究了大尺寸混凝土试件在标准养护过程中含水量的演变规律,测试的龄期分别为1 d、3 d、7 d、14 d、28 d和56 d,同时建立了与同批次试件的强度的关系。结果表明:随着养护龄期的增加,混凝土水含量不断降低。混凝土在养护过程中内部水的弛豫时间演化规律主要有三类特征。其中,养护期内弛豫时间为0.01~10 ms的孔隙水不断减少,水分降低速率减小;养护期内弛豫时间为10~100 ms的孔隙水持续降低,但14 d后孔隙水不再改变;养护期内弛豫时间为大于100 ms的孔隙水,在养护期内未发生变化,这种弛豫时间的差异说明了不同尺度的混凝土孔隙水化过程的变化特征。相对孔隙水含量与混凝土强度的相关系数R2为0.9938,可为评价混凝土养护质量提供试验依据,能准确高效地评价混凝土的质量。

利用低场核磁共振分析烘烤过程烟叶水分迁移干燥特性

为探究烘烤过程烟叶水分状态及迁移变化规律,以上部叶为试验材料,利用低场核磁共振技术分别对烘烤过程烟叶叶片和主脉进行弛豫特性及质子密度成像分析。结果表明:(1)叶片含有自由水、半结合水和结合水3种状态水分,主脉含有自由水、半结合水2种状态水分,烘烤过程烟叶主脉各对应状态水分流动性大于叶片;(2)42~48℃和54~60℃分别为叶片和主脉水分状态迁移变化的关键时期;烘烤过程烟叶叶片和主脉中自由水最先被干燥去除,而半结合水和结合水需要转化为自由水才能散失,其中少量结合水难以通过干燥脱除。(3)烘烤过程主脉水分由"主脉—侧脉—叶片"通道迁移效率较高,由主脉直接向叶片转移效率较低;另外,叶片厚度收缩率和主脉直径收缩率分别与其自由水散失规律密切相关。研究揭示了烘烤过程烟叶的干燥特性,可以为其烘烤工艺优化提供理论依据。

低场核磁共振技术研究超高压处理对乳化肠质构和水分分布的影响

目的:通过对高压结合热处理的乳化肠质构及其复合热凝胶体系中水分子状态分布的相关性研究,从水分子弛豫特性变化的角度揭示高压处理改善乳化肠质构特性的原因。方法:以低温乳化香肠为实验材料,研究不同压力处理组乳化肠的硬度和剪切功、水分子T2弛豫特性以及各指标之间的相关性。结果:与未高压组相比,随着压力增大,高压乳化肠硬度先增加后减小,而剪切功持续减小;低场核磁工作(NMR)T2弛豫测定结果表明高压处理对凝胶体系中不易流动水(T23)的影响最大,随着作用压力增大该状态水分子不仅含量增加,而且与肌原纤维蛋白的结合程度增强(p<0.05);相关性分析显示,香肠硬度与T22和T23的峰面积百分数显著相关,而剪切功与T21、T22和T23的弛豫时间显著相关。结论:超高压处理可以显著影响乳化肠硬度,降低剪切功,且硬度与弛豫峰面积百分数显著相关,剪切功与弛豫时间显著相关。

低场核磁共振及成像技术对海参复水过程水分状态变化的研究

采用低场核磁(NMR)及其成像技术(MRI)研究海参中的水分含量、分布及状态变化,测量不同复水时间以及高温蒸煮处理后海参的横向弛豫时间T2。通过T1加权成像技术,观察复水海参体内自由水、不易流动水和结合水分布的变化。结果表明,海参复水过程初期随着复水时间延长,海参体内自由水、不易流动水含量增加,水分自由度增加;高温蒸煮使复水海参体内自由水和不易流动水含量都减少,随着复水时间增加,自由水含量增加,但不易流动水含量变化不显著。低场核磁技术为海参复水加工过程中物性参数的研究提供了一种有效方法。

低场核磁共振研究高压处理对乳化肠特性的影响

以低温乳化肠为材料,对0.1~400 MPa压力处理组肉糜进行扫描电镜观察和低场核磁共振检测,评估加热后的感官特性,并进行相关性分析,从显微结构和水分子弛豫特性变化角度揭示高压处理对乳化肠感官特性改善的原因。结果表明:与对照组相比,压力从100 MPa增大到200 MPa,感官特性得分增加,而200 MPa到400 MPa得分减小(P<0.05);扫描电镜结果显示各组肉糜显微结构存在明显差异;T2弛豫结果显示,实验组T21峰面积大于对照组而T22峰面积小于对照组(P<0.05),T21弛豫时间在压力从100 MPa增大到200 MPa过程中升高,而在200 MPa到400 MPa降低(P<0.05);相关性分析表明,感官特性各指标与T21弛豫时间及其峰面积正相关,与T22峰面积负相关(P<0.05)。因此,高压处理使自由水部分转化为不易流动水,并影响不易流动水与肉糜蛋白的结合程度,而转化比例和结合程度的强弱又会显著影响肉糜微结构及其加热后的感官特性。

低场核磁技术结合化学计量学法快速检测掺假牛奶

应用低场核磁共振技术结合主成分分析法(PCA)、偏最小二乘判别法(PLS-DA)、线性判别法(LDA)对掺水、食盐、尿素和蔗糖的牛奶及纯牛奶进行测定。结果表明:在主成分得分图中,不同掺假牛奶随掺假物质的掺假比例呈一定规律性分布,并得到了很好的区分。利用PLS-DA和LDA方法建立不同掺假牛奶的判别模型,对掺水、掺尿素牛奶的判别准确率均为100%,掺食盐牛奶的判别准确率分别为83.33%和100%,掺蔗糖牛奶的判别准确率分别为73.33%和76.67%。可见PCA法、PLS-DA法、LDA法可用于快速处理分析低场核磁共振数据,并且LDA法鉴别准确率最高。

基于低场核磁技术和环境扫描电镜的卷烟吸湿机制研究

卷烟易吸湿,其水分含量对其品质有着较大的影响,为分析卷烟吸湿过程中水分变化规律及添加剂对其吸湿特性的影响,利用低场核磁技术(LF—NMR)测定不同卷烟样品弛豫时间分布,及其对应横向弛豫积分面积,采用环境扫描电镜(ESEM)分析不同湿度下卷烟样品表观特征及变化。结果表明,卷烟存在3个T2区间,其中T21反映的化学结合水是烟草水分主要存在形式;烟草自身吸湿以毛细管吸附为主,添加羟基等极性基团后吸湿机制转向化学吸附为主;海绵组织与栅栏组织是烟草内部重要的组织形态,其组织结构对卷烟吸湿有较大影响,其存在状态与组织结构受到水分含量与化学物质添加作用的共同影响。

注胶肉糜的低场核磁弛豫特性及与近红外光谱技术判别效果的比较

研究了注入亲水胶体种类及比例对肉糜低场核磁共振技术（low fielcl nuclear magnetic resonance,LFNMR）特性的影响,探索了基于LF-NMR数据判别肉糜注胶程度的可行性,并与近红外光谱技术（NIR）的预测效果进行了比较。结果表明：随温度升高,肉糜的LF-NMR多组分弛豫图谱中代表不易流动水的T22峰及对应的S22减小;添加黄原胶或卡拉胶可使样品体系的持水性增加,表现为S22显著增大。基于样品LF-NMR弛豫特性的判别分析可实现对肉糜注胶程度的分段预测,分组正确率为90.5%～100%,交叉验证正确率为81.0%～100%。对NIR而言,应用偏最小二乘回归法（PLS）所建预测模型对注胶肉糜的预测效果相对较优（Rc为0.9886）且模型较为稳健（RPD=6.63）。与LF-NMR方法相比,NIR法可实现对肉糜注胶比例更为准确的预测。

基于低场核磁研究稻谷吸附/解吸过程水分分布变化

基于低场核磁技术,对粳稻谷、糙米、去胚糙米、精米进行数据采集,确定了低场核磁不同反演峰的真实含义,并且研究了粳稻谷的吸附和解吸过程中水分迁移变化规律,对吸附解吸过程不同结合程度水分的低场核磁反演峰进行了分析,得到了粳稻谷在吸附和解吸过程水分迁移变化规律。研究表明,稻谷、糙米、去胚糙米和精米的T21、T22峰峰面积差距不大,精米的T23峰峰面积几乎可以忽略。在解吸过程中,粳稻谷T21峰的峰面积和峰顶点时间与稻谷解吸质量变化有很高的拟合度,T22峰的面积与稻谷质量变化成正相关,T23峰面积变化微弱;在吸附过程中,T21峰与稻谷吸附质量变化有较高的拟合度,T22峰没有明显的时间规律性,T23峰峰面积变化不大;解吸过程中Page方程为y=e-0.1611x0.601 0(r^2=0.993 5)。

利用低场核磁共振技术研究山楂酒发酵过程中水分的变化规律

运用低场核磁共振（LF-NMR）技术研究山楂酒发酵过程中水分的变化规律，选用弛豫时间编辑（CPMG）脉冲序列测定样品在不同发酵时间的横向弛豫时间T2，并通过T2反演数据的拟合结果得出自由水和结合水的变化趋势。结果表明，在发酵0～12d时，样品中半结合水百分含量逐渐降低为0，自由水百分含量增加2．47％，结合水百分含量不变；发酵12d后，自由水百分含量开始缓慢降低，结合水百分含量逐渐增加；发酵结束后，结合水百分含量增加了17．59％，半结合水降低为0，自由水百分含量增加了2．31％。

鸡肝乳糜流变及低场核磁性质研究

为了给开发新型功能性鸡肝制品提供理论基础,采用剪切乳化工艺制作鸡肝-鸡胸肉-植物油脂乳糜,并研究乳糜体系的动态流变和低场核磁性质。结果表明:加热后乳糜体系呈现了较强的弱凝胶性质,鸡肝-鸡肉混合乳糜兼具了鸡肉乳糜的较高黏弹性模量以及鸡肝乳糜的热稳定性较佳的优点。核磁共振研究表明:乳糜呈现蛋白质结合水(T2b)、乳化层水(T2b-1)、不易流动水(T21)和自由水(T22)4种水的状态特征,其中混合乳糜的不易流动水比例达到78.87%,这意味着其具有较好的货架期稳定性。主成分分析的前3个主成分能够解释总体方差变异的91.96%,其中主成分1和2的评分图综合而直观的揭示了混合乳糜的品质特征。由以上分析可见,鸡肝-鸡胸肉-植物油脂的凝胶物性以及稳定性较佳。

利用低场核磁检测烘烤过程烟叶水分相态变化

研究烟叶烘烤过程中水分相态变化,为烘烤工艺优化提供理论依据.以烤烟上部叶为材料,应用低场核磁共振技术对烘烤过程烟叶水分进行检测,经过1万次和10万次迭代分析,获取烟叶内部水分相态组成及信号幅值变化规律.结果表明:以10万次迭代反演所获取的结合水、半结合水和自由水3种相态表述烟叶叶片水分相态组成较优;烘烤过程中烟叶自由水信号幅值呈逐渐减小趋势,半结合水在38℃时明显增大,之后呈减小趋势,结合水在38℃时明显增大,42~45℃期间逐渐减小,48~54℃期间呈快速增大趋势;烘烤过程烟叶失水干燥表现为自由水流动性较大,首先从烟叶中脱除,半结合水通过转化为自由水散失,结合水不具有流动性,不易被干燥去除.低场核磁共振解析了烘烤过程烟叶水分相态变化规律,提供了一种快速精准检测烘烤过程烟叶中水分相态的方法.

黏土表面结合水的低场核磁共振定量研究

黏土矿物的水化类型及水化程度直接关系到泥页岩等水敏地层的井壁稳定性,然而包括热重分析在内的现有方法难以快速、直观、定量地测试出黏土水化的类型及含量。基于低场核磁共振T_2弛豫谱与水分子运动性关系,以T_2总信号幅度确定黏土的总含水量,以T_2值范围区分黏土的水化类型,以T_2峰的面积确定3种水的含量,实验得出饱水黏土强结合水、弱结合水、自由水分别对应的T_2值范围为0.001~0.1 ms、0.1~15 ms、15~200 ms,其含量比例分别为14.83%,67.69%,17.48%。通过黏土T_2值的范围变化、T_2峰面积的幅值变化可以定量描述黏土3种水分在温度、抑制剂等作用下的相互转化及质量变化规律,T_2弛豫谱还直观展示出:温度升高可使黏土水分子从低自由度状态向高自由度状态转化;具有8个氨基的BPEI可将黏土中90%以上的强、弱结合水去除,自由水完全去除。

低场核磁共振法测定烘烤过程中烟叶水分

为全面了解烘烤过程烟叶不同位置水分变化,提高烘烤过程中烟叶水分检测效率,以秦烟96品种上部叶为材料,利用低场核磁共振技术分别对烘烤过程烟叶叶片、主脉水分含量进行检测,并与烘箱法进行对比分析。结果表明:(1)烟叶不同位置弛豫图谱显示,烟叶叶片含有3种状态水分,分别为T21(0.1~1 ms)结合水、T22(1~10 ms)半结合水、T23(100~1000ms)自由水,烟叶主脉含有2种状态水分,分别为T21(1~10 ms)结合水,T22(100~1000 ms)自由水。(2)烟叶叶片、主脉总信号幅值与其水分质量、干基含水率呈极显著正相关(决定系数R2依次为0.9847、0.9929、0.9952,P<0.01)。(3)与烘箱法相比,低场核磁共振法检测稳定性较好,适用于烘烤过程中烟叶叶片和主脉水分的快速、精确检测分析。

基于低场核磁技术研究活性墨水中染料与水的相互作用

采用低场核磁共振分析技术(LF-NMR)的弛豫时间分布测量方法,对高质量分数活性染料墨水体系进行分析,研究不同活性染料溶液的弛豫特性,分析活性染料墨水体系中水与染料之间的相互作用。结果表明,染料溶液体系的低场核磁弛豫响应与染料、水的相互作用存在良好的关联,可以根据结合水比例P22判断染料的聚集性能,并根据弛豫信号幅值分析染料与水之间氢键作用的大小;同时与墨水进行了紫外吸收光谱性能和黏度比较,验证其可靠性。这些结果有力地证明了LF-NMR是一种快速的、不需要对高质量分数墨水进行稀释就能分析墨水中染料与水之间相互作用的测试方法,也是筛选墨水配方染料并提升墨水性能的方法。

基于低场核磁共振技术的冷冻猪背最长肌品质变化研究

采用低场核磁共振技术、核磁成像技术和一维空间频率编码技术,研究猪背最长肌在-18℃冻藏0d和1,3,6,9,12,15个月后水分含量和迁移变化规律;并测定猪肉贮藏过程中TVB-N、TBARS、汁液流失率、蛋白质溶解度的变化,将水分变化和品质指标变化进行相关性综合分析。结果表明:猪背最长肌中3种组分的水分分别为:结合水(T20)、不易流动水(T21)和自由水(T22),随着冻藏时间的延长,肉样中T21组分降低,T22组分增加;MRI表明随着时间的延长,样品水分分布从最初分布均匀到样品边缘信号强,中间部位信号低。随着冻藏时间的再延长,又逐渐恢复均匀状态,15个月后水分分布较均匀;用一维频率编码扫描发现随着冻藏时间的延长,肉中水分的信号量(幅值)逐渐降低;相关性分析结果表明:T21与冻藏时间、TVB-N、TBARS、汁液流失率、蛋白质溶解度都显著相关(P<0.05),T22与冻藏时间、TVB-N极显著相关(P<0.01),T22与TBARS、汁液流失率、蛋白质溶解度显著相关(P<0.05),T21、T22都与肉中品质指标呈现较好的相关性。

基于低场核磁共振技术研究油莎豆热泵干燥特性

为研究热泵干燥技术对油莎豆干燥过程的影响,选取4种不同热泵温度,利用6种薄层干燥模型和低场核磁共振技术分析油莎豆在热泵干燥中的干燥特性、水分分布状态及其变化规律。结果表明:70℃热泵温度所用时间较40℃缩短了61.9%;得出Logarithmic模型能最好地描述油莎豆的热泵干燥过程,R^(2)均>0.99;低场核磁共振(LF-NMR)横向弛豫图谱显示油莎豆内不易流动水与自由水是热泵干燥过程中水分流失的主要来源;峰面积变化曲线图显示不同热泵温度对不同状态水分的散失和迁移的影响程度不同;热泵温度越高,核磁成像技术(MRI)图中红色区域消失越快;根据扫描电镜图发现70℃时油莎豆内部结构被严重破坏,不建议70℃以上温度干燥油莎豆。研究可为油莎豆热泵干燥工艺设计和水分动态变化研究提供参考。

基于低场核磁的稻谷储藏指标快速测定初探

本研究用国标方法和低场核磁仪器分别检测3种储藏年份和2个品种籼稻的含水量、粗脂肪含量、直链淀粉、发芽率等理化指标和横向弛豫曲线,简单分析弛豫曲线的变化规律,并采用偏最小二乘法将理化指标和核磁数据进行关联.结果表明,稻谷的横向弛豫强度衰减速度很快,弛豫时间段0～300ms为区分稻谷样品的重要特征信号区域;回归模型结果初步表明使用低场核磁能够较好地预测稻谷储藏指标,如含水量、脂肪含量、直链淀粉和发芽率等.