低場(chǎng)核磁共振與磁共振成像監測蝦干過(guò)程中水分動(dòng)態(tài)變化

蝦是可用于水產(chǎn)養殖發(fā)展的受歡迎的海鮮產(chǎn)品之一，其中包含營(yíng)養成分，例如蛋白質(zhì)，鈣，維生素和各種可提取的化合物。新鮮蝦因其高水分含量和強大的酶活性而易腐爛。在過(guò)去的時(shí)間里，干燥已被證明是延長(cháng)蝦在世界上大多數地區的保存期限的有效方法。但是，干燥是一個(gè)復雜的過(guò)程，如果處理不當，將會(huì )對成品的機械，感官，功能和營(yíng)養屬性產(chǎn)生不利影響。因此，在干燥過(guò)程中監測和控制食品的關(guān)鍵質(zhì)量參數以確保批次間的一致性和最終產(chǎn)品的均勻性是令人感興趣的。用于質(zhì)量評估的常規方法是可靠的，但具有破壞性，相對較慢，并且僅限于離線(xiàn)使用。因此，有必要開(kāi)發(fā)一種可快速，無(wú)損檢測蝦干燥過(guò)程質(zhì)量控制的技術(shù)。

近年來(lái)，已有一些無(wú)損質(zhì)量控制技術(shù)，例如計算機視覺(jué)系統（CVS），近紅外（NIR）光譜和基于激光的成像系統。在干燥過(guò)程中監控視覺(jué)紋理，分析顏色變化并預測食品的水分，包括海鮮，水果片，蔬菜和發(fā)酵香腸。但是，這些技術(shù)不能用于研究水的流動(dòng)性和分布，水始終是干燥過(guò)程中食品系統中最重要的組成部分。

低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）主要基于對質(zhì)子核自旋從食物成分（例如水，脂肪，碳水化合物和蛋白質(zhì)）中吸收的共振射頻的測量。由于它的靈敏性，快速的分析速度，性和低成本，它已被廣泛用作表征食物中水分流動(dòng)性和分布的分析技術(shù)。磁共振成像應用能夠提供內部化學(xué)成分和可視化的結構信息。

本文使用NMR-T2弛豫法評估干燥過(guò)程中蝦的動(dòng)態(tài)水狀態(tài)和分布，并使用MRI提供內部結構信息。進(jìn)行了水分含量，質(zhì)地特征分析（TPA）和顏色測量，以監測蝦的干燥程度和質(zhì)量。通過(guò)皮爾遜相關(guān)分析對NMRT2弛豫參數與水分含量，質(zhì)地參數，顏色特性之間的相關(guān)性進(jìn)行評估，以評估LF-NMR作為對蝦的干燥度和質(zhì)量測定的非破壞性方法的潛力。

核磁共振成像分析：

核磁共振成像已被證明是研究食品科學(xué)領(lǐng)域水分配的有效方法。下圖顯示了在40°C，50°C和60°C不同時(shí)間干燥的蝦的T2加權圖像的偽彩色圖像（低-高質(zhì)子密度，藍紅色）。說(shuō)明了具有流動(dòng)性水的分布。隨著(zhù)干燥時(shí)間的延長(cháng)，較亮區域的大小顯示出持續減小的趨勢，這表明在干燥過(guò)程中失去了長(cháng)弛豫信號。注意到隨著(zhù)在三個(gè)溫度下干燥時(shí)間的增加，信號強度從外表面到內部區域減小。

【參考資料：Cheng, Shasha, Tang, et al. Approach for monitoring the dynamic states of water in shrimp during drying process with LF-NMR and MRI[J]. Drying Technology An International Journal, 2018.】