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低場(chǎng)核磁技術(shù)研究食品吸水和持水能力
什么是持水性?
動(dòng)物屠宰后肌肉保持自身水分的能力被稱之為持水性,是指當(dāng)肌肉受到外力作用時(shí)保持原有水分的能力。肉的持水性不僅影響肉的滋味、香氣、多汁性、營(yíng)養(yǎng)成分、嫩度、顏色等食用品質(zhì),而且還直接影響肉制品的成品率,具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。較低的持水性對(duì)于肉類工業(yè)意味著較大的經(jīng)濟(jì)損失,即肉中水分流失帶來的經(jīng)濟(jì)損失和肉品加工品質(zhì)的降低帶來的損失。
肌肉中的水分主要存在于肌細(xì)胞中,即肌原纖維中、肌原纖維間、肌原纖維與細(xì)胞膜之間、細(xì)胞間和肌束之間的空隙中。肌肉的持水性主要依靠肌漿中的蛋白質(zhì)分子,蛋白質(zhì)分子所帶的靜電荷與水分子極化基團(tuán)靜電荷之間相互吸引從而能將水分子納入蛋白質(zhì)高分子網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)的空間中,這是肌肉持水性的原因。肌肉中的大部分水分被吸附于肌纖維細(xì)胞膜內(nèi)的肌漿中,小部分水分靠毛細(xì)管作用滯留于肌纖維細(xì)胞膜外,由于有肌束膜包裹而不致外溢。宰后肌肉轉(zhuǎn)變成食肉的過程中,其持水性有一個(gè)變化的過程。
水是肉品中最主要的成分,占到肉品質(zhì)量的75%左右。宰后肉品持水力的改變,不僅影響肉品的感官和食用品質(zhì),而且嚴(yán)重地影響其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。研究豬肉的持水性降低豬肉汁液損失具有十分重要的意義。傳統(tǒng)方法如壓力(重量、面積)法、離心法、滴水損失、貯藏?fù)p失和蒸煮損失等都不能表征肉中水分存在的狀態(tài)以及變化過程。低場(chǎng)核磁共振利用氫原子核在磁場(chǎng)中的自旋馳豫特性,通過弛豫時(shí)間的變化分析研究物質(zhì)的含水量、水分分布、水分遷移以及與之相關(guān)的其他性質(zhì),為如何控制和避免宰后豬肉大量滴水提供了一種行之有效的方法。國(guó)外的相關(guān)研究也表明低場(chǎng)核磁共振可以成為研究肉品持水性能、水分分布及變化的一種理想工具。
低場(chǎng)核磁技術(shù)研究食品吸水和持水能力基本原理
生物組織含有很多水和有機(jī)化合物,而構(gòu)成水和有機(jī)物的氫原子在有電荷繞核旋轉(zhuǎn)的同時(shí)又不停的自轉(zhuǎn),與線圈通過電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)一樣,所以把氫原子核看做是小磁鐵,把生物組織的試樣看成是由無數(shù)微小的氫原子核磁鐵構(gòu)成的。這些微小的原子核磁鐵在磁場(chǎng)中有的處于高能態(tài)有的處于低能態(tài)。對(duì)樣品施加射頻脈沖,使氫質(zhì)子發(fā)生共振,低能態(tài)氫質(zhì)子就可能躍遷到高能態(tài)。停止射頻脈沖后質(zhì)子以非輻射的方式回到基態(tài)而達(dá)到玻爾茲曼平衡的時(shí)間就是弛豫時(shí)間。
通過分析縱向弛豫時(shí)間Tl和橫向弛豫時(shí)間T2,可以得到很多樣品內(nèi)部的信息。肉品水分的研究主要利用橫向弛豫時(shí)間T2。弛豫時(shí)間越短說明水與周圍物質(zhì)結(jié)合越緊密,弛豫時(shí)間越長(zhǎng)說明水分越自由。所以弛豫時(shí)間可以間接的表明水分的自由度,從而可以用核磁共振研究肉品中水分的分布和流動(dòng),進(jìn)而研究肉品持水性變化的機(jī)理。
