生鲜猪肉持水性的核磁共振研究Word文件下载.docx
《生鲜猪肉持水性的核磁共振研究Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生鲜猪肉持水性的核磁共振研究Word文件下载.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
InordertostudywhethertheLF-NMRcanbeusedinwaterholdingcapacityanddistributionofthepostmortempork,thechangesinwatermobilityanddistributionweremeasuredinporcinemuscle（M.longissimusdorsi）samplesstoredat4℃usinglow-fieldNMRrelaxationmeasurements,simultaneousmeasurethedrop-lossandpHofthesample.DistributedexponentialanalysisoftheNMRT2relaxationdatarevealedtheexistenceofthreedistinctwaterpopulations:
T21,T22,andT23.AhighcorrelationwasfoundbetweentheT23populationanddrop-loss（r=0.872）,whichsuggeststhattransverserelaxationmeasurementisanefficientmethodfordeterminationofwaterholdingcapacityinpork.
KeyWords:
NMR;
Water-holdingcapacity;
Transverserelaxation;
waterdistribution
前言：
水是肉品中最主要的成分，占到肉品质量的75%左右。
宰后肉品持水力的改变，不仅影响肉品的感官和食用品质，而且严重地影响其经济价值。
目前我国生猪饲养中的快速增肥导致宰后猪肉的大量滴水，造成了巨大的经济损失，因此研究猪肉的持水性降低猪肉汁液损失具有十分重要的意义[1]。
传统方法如压力（重量、面积）法、离心法、滴水损失、贮藏损失和蒸煮损失等都不能表征肉中水分存在的状态以及变化过程。
核磁共振利用氢原子核在磁场中的自旋驰豫特性,通过弛豫时间的变化分析研究物质的含水量、水分分布、水分迁移以及与之相关的其他性质，为我们研究如何控制和避免宰后猪肉大量滴水提供了一种行之有效的方法[2]。
国外的相关研究也表明低场核磁共振可以成为研究肉品持水性能、水分分布及变化的一种理想工具。
1材料与方法
1.1试验材料与试剂
按常规工艺屠宰热分割90kg左右的杜长大猪，取背最长肌样品装入二层聚乙烯薄膜袋4℃冰箱储藏。
1.2仪器设备
核磁共振分析仪（23MHz、0.56T上海纽迈电子科技有限公司），电子天平（AR2140,美国OHAUS）,数显恒温水浴锅（HH-6，国华电器有限公司），酸度计（HANNApH211，意大利），MB35卤素水分测定仪，移液枪（GILSON）
1.3方法
1.3.1.猪肉中水分的NMR横向弛豫时间分布的研究
样品：
0.8g体积约为1cm×
1cm×
1cm的肉丁，猪肉渗出水，纯净水
将肉丁、猪肉渗出水0.8ml、纯净水0.8ml、猪肉渗出水与纯净水各0.4ml分别放入检测管中，32℃（仪器工作温度）水浴5分钟进行核磁共振检测。
核磁共振检测步骤：
1、在硬脉冲界面调准中心频率（肉中氢质子的共振频率）2、进入硬脉冲CPMG序列设置参数（D1=1000us90º
与180º
脉冲间隔时间,P1=20us90º
脉冲宽度，P2=40us180º
脉冲宽度，C1=1000回波个数，NS=32重复次数）开始检测。
3、检测结束保存数据，进入T2反演程序得出弛豫时间的分布情况[3]。
1.3.2样品质量与NMR信号的研究
称量0.7792g、1.1352g、1.4312g、1.7312g、2.0112g、2.3612g、2.6262g肉样，放入检测管中，32℃水浴5分钟进行核磁共振检测。
核磁共振检测步骤同上。
1.3.3样品不同烘干程度下的NMR研究
将7份0.8g体积约为1cm×
1cm的肉丁（含水量为72%）放入卤素水分测定仪120℃烘干至含水量分别为70.5%，68.9%，65%，60%，53.3%，30%，放入检测管中32℃水浴5分钟进行核磁共振检测。
检测结束用T2反演软件分别算出各个样品横向弛豫时间的总积分面积。
1.3.3鲜肉烘干至衡重后加不同量水的NMR研究
将一份5g肉样放入卤素水分测定仪中120℃烘干至衡重，测得其水分含量为72.4%。
将肉干切磨至粉末状后取0.5g肉干粉进行核磁共振检测。
然后向0.5g肉干粉中加入不同量的蒸馏水使肉干粉中的水分含量分别为12.3%，21.9%,35.9%,45.7%,52.8%,55.8%，然后32℃水浴5分钟，分别进行核磁共振检测。
1.3.4宰后猪肉不同时间水分分布变化的NMR研究
每隔六小时取0.8g体积约为1cm×
1cm的肉丁（3个平行）放入检测管中，32℃水浴5分钟进行核磁共振检测,直至72小时。
1.3.5汁液流失率与pH值的测定
汁液流失率采用Honikel[4]等的方法，pH值的测定采用探针式自动酸度仪，每次测3个位点，取平均值作为肌肉某一时间点的pH值，每份样品每个时间点做三个平行。
2结果与讨论
宰后生鲜猪肉中H质子的弛豫时间分布可以表明在肌肉组织中存在的多个水分群，弛豫时间越短说明水分与底物结合越紧密，弛豫时间越长说明水分越自由。
一般地，T2可分为T21（0-10ms）、T22（10-100ms）、T23（100ms以上）分别对应肌肉中的结合水、不易流动水、自由水[5]。
所以弛豫时间可以间接的表明水分的自由度，从而可以用核磁共振研究猪肉中水分的分布和流动。
应用T2反演软件可以得出不同T2区间的积分面积，表示各个T2区间的氢质子的相对含量。
2.1猪肉、猪肉渗出水、纯净水的弛豫时间分布
图1猪肉、滴水、纯净水的弛豫时间分布
猪肉中有三个T2区间T21（0-10ms）、T22（10-100ms）、T23（100-1000ms），其中T21可能表示蛋白质分子表面的极性基团与水分子紧密结合的水分子层，T22可能表示存在于肌纤丝、肌原纤维及膜之间，占总积分面积的90%左右，T23可能表示存在于细胞外的间隙中能自由流动的水[6]。
猪肉渗出水有两个T2区间0-10ms和100-1000ms，100-1000ms的积分面积占总积分面积的99%。
纯净水的T2区间为1000-10000ms，纯水与渗出水混合的T2区间介于滴水与纯净水的主峰之间。
猪肉渗出水的主峰与猪肉中的T23几乎完全重合证明了猪肉的渗出水可能就是猪肉内自由水滴出后的外在形式。
纯水与渗出水混合的T2区间介于滴水与纯净水的主峰之间说明LF-NMR的T2可以用于区分不同自由度的水分，各种水分自由度的排序结果为：
纯净水>
猪肉渗出水与纯净水的混合>
猪肉渗出水>
猪肉内的水分。
因此LF-NMR的横向弛豫时间可以用于表征猪肉中水分的存在状态和自由度。
2.2质量与NMR横向弛豫积分面积的关系
图2质量对弛豫时间积分面积的影响
样品质量的增加到2.0112g之前T22积分面积随质量的增大而增大，T21与T23无明显变化。
2.0112g之后质量的增加并没有使积分面积增加而是保持不变或略有减小。
因此仪器的检测限为2g左右的肉样（高度2cm左右）。
用SPSS11.0分析得出质量与总积分面积的线性相关系数为0.994，因此LF-NMR的T2积分面积能相对准确的表示猪肉中氢质子的含量。
2.3样品不同烘干程度下的NMR试验结果
图3.1不同烘干程度对T2的影响
图3.2不同烘干程度对T2的影响
图中随着烘干程度的增大，样品中水分含量、水分质量的减小，样品的核磁共振总积分面积也相应的减小。
弛豫时间上随烘干程度的增大T22逐渐向前推移，T23也有向前推移的趋势。
水分含量为30%时，T22完全进入1-10ms的弛豫时间区间，T23几乎完全进入10-100ms的弛豫时间区间。
可以理解为烘干的过程是一个逐层烘干的过程，弛豫时间较长的自由度较高的水分先被蒸发掉，然后是自由度稍低的水分被蒸发掉。
水分含量为70.5%时自由水含量明显增加可能是由于加热导致肌丝网的收缩将肌原纤维内的不易流动水挤出转化为自由水，之后自由水的量也逐渐变小[7]。
将样品内的水分质量与所对应的NMR横向弛豫时间的总积分面积T做图如下。
图4NMR横向弛豫时间总积分面积与猪肉中水分质量的关系
横向弛豫总积分面积与猪肉中水分质量的关系式为y=116744x-8300.1
线性相关系数R2=0.9936。
水分质量与NMR横向弛豫时间的积分面积之间得出了较高的相关系数表明NMR检测的猪肉中的氢质子绝大部分是猪肉水分中的氢质子。
随着猪肉水分含量的减小，猪肉内不同结合程度的水分分布情况如下图所示：
图5不同水分含量猪肉内水分分布
2.3鲜肉烘干至衡重后加不同量水的NMR试验结果
图6肉干粉中添加不同量的水的核磁共振检测
图6.1肉干粉中添加不同量的水的核磁共振检测
图6.2肉干粉中添加不同量的水的核磁共振检测
通过计算添加不同量的纯净水样品的积分面积发现：
T21（0-10ms）峰的积分面积随加水质量的增加而增加但增大至水分含量为45.7%之后就保持不变了，T22与T23的面积之和持续增加，但T22与T23无明显峰型而是连接在一起构成一个不规则的峰。
可以理解为猪肉的组织结构被破坏，蛋白质完全变性，它与水分的结合主要靠范德华力，因此结合水（0-10ms积分面积）的量增加到一定程度就停止增加。
其余的水分只能以自由水的形式存在，所以图中无明显的不易流动水的峰（10-100ms），而是形成10-1000ms的偏重自由水的峰。
因此我们认为LF-NMR中T2的变化能反应出肉品微观结构及蛋白质的变化。
2.4宰后不同时间猪肉背最长肌横向弛豫时间与pH值和滴水损失的变化情况
表1宰后猪肉背最长肌横向弛豫时间与pH值和滴水损失的变化情况
时间
6
12
24
30
36
48
54
60
72
pH值
6.56
5.93
5.71
5.42
5.59
5.53
5.47
5.50
5.34
滴水损失
0.0%
2.4%
3.6%
5.2%
5.6%
6.1%
7.1%
7.6%
8.2%
9.4%
T总
672.7
644.0
635.1
621.2
634.7
623
升级会员 