核磁共振技术在食品检测中的应用
摘 要：核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）技术是基于原子核磁性的一种波谱技术，是一种快速、无损、未侵入式的新型检测方法，所需样品量很小，近年来在食品科学领域得到广泛的应用。核磁共振技术最初主要应用于研究食品中水分的流动性、存在状态，随着核磁技术的不断进步，在油脂和蛋白质结构、玻璃化相变、碳水化合物的分析以及食品无损检测等方面也有广泛应用。
关键词：核磁共振 核磁共振成像 食品检测
1 核磁共振技术
将有非零自旋量子数即I≠0的任何核子放在磁场中，都能以电磁波的形式吸收或者释放能量，发生原子核的能级跃迁，同时会产生核磁共振信号，人们称这种核对射频区电磁波的吸收为核磁共振（NMR）。根据分辨率高低NMR可以分为低分辨率（即低场）和高分辨率（即高场）两种，其中低场磁场强度在1.0T以下，主要能提供样品的物理性质；高场在11.7T以上，能够测试分子的化学结构，得到分子内部结构和功能团等化学性质信息[1]，目前应用最广泛的是1H-NMR和13C-NMR。
核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）技术，是NMR技术的一个分支，利用MRI进行无损切层成像，能够直观地、动态地监测食品在加工、保藏等各个过程中水分分布的变化。MRI的基本原理是：将样品置于磁场中，用无线电射频脉冲激发样品内具有自旋特性的H原子核，引起H原子核共振，并吸收能量，当射频脉冲停止后，H原子核以特定频率发出磁共振信号，将所吸收的能量释放出来，被样品外的接收器接收，经计算机处理获得图像。MRI图像亮的地方代表弛豫信号强，水分含量相对较高；图像暗的地方，弛豫信号弱，水分含量相对较少[2]。
2 核磁共振技术在食品检测中的应用
2.1 NMR技术在水分分析中的应用
水是食品的重要组成部分。卡尔>费休法是目前通用的测量水分含量的标准方法，但其操作较为复杂，并且检测固体样品时必须事先将样品粉碎均匀，对其具有破坏性。传统测量水分的方法还有一个缺点就是只能知道产品中水分的平均含量，但是食品是一个非均匀体系，通过核磁共振及其成像技术，不仅能得到水分含量，更能够清楚地掌握水分子的存在状态和分布迁移情况。水分子的结合能力和流动性，对于食品的品质和稳定性有更重要的影响。NMR和MRI是一种完全非破坏的分析手段，它通过检测食品中H质子的弛豫时间，直观地显示食品中水分活性状态分布和水分的分布与迁移，近年来在食品科学领域得到广泛的应用，可以...
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