核磁共振技术在食品分析检测中的应用

肖蕊

（湖南省长沙市南雅中学，长沙 410008）

核磁共振技术在食品分析检测中的应用

肖蕊

（湖南省长沙市南雅中学，长沙 410008）

核磁共振技术是指核磁矩不为零的原子核，在外磁场的作用下，核自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一特定频率射频辐射的物理过程。它是一种新兴的波谱技术，在食品检测分析领域得到了广泛的应用。

核磁共振技术；食品分析检测；应用

核磁共振是一种新兴的波谱技术，它的科技含量很高，这一技术的原理就是原子核在磁场运动中会出现磁化现象，在原子核与外加能量达到相同的震动频率时，原子核就会出现能级跃迁，发出共振吸收信号。该技术在食品领域应用以前，就已经在科学研究方面发挥了很大作用。

1　核磁共振在食品检测中的发展历史

核磁共振开始应用于食品领域是在70年代，之前食品的检测一直使用传统方法，虽然方便简单，但检测结果往往容易遗漏细节，一些有害物质无法检测出来，单个食品的不稳定性也会影响检测结果。而核磁共振技术能够弥补这些劣势，这是一种非破坏性的检测方法，不会浪费食品。它的检测结果精确，并且对一种食品中的所有个体都能适用。不会因为食品个体存在大小、生产方法的不同而出现错误的结果，所以核磁共振技术在食品科学研究中一经运用，就受到青睐。随着科技的进步，这一技术目前在脂肪、蛋白质等成分的研究中都得到了运用。

2　核磁共振技术在食品分析检测中的应用

2.1对食品中水分的分析检测

食品中的水分含量对食物的品质有很大影响，比如一些面包类的食物，如果水分含量过多就会影响口感，还不容易保存。水果的水分含量太少，口感就会干巴巴。核磁共振在食品中的一个重要研究就是观察食品中水分的物理结构。原子核可以测定水分子流动性中氢核的运动特点，当水和检测物紧密结合时，横向弛豫会降低。而当水流动性好时，横向弛豫较大，这样就可以推测出被检测食品的品质。

2.2对食品中糖分的分析检测

糖的种类众多，有果糖、葡萄糖等，虽然品种不同，但它们都是有机物，化学结构都是相似的，区别仅仅在于原子重复次数不同或者原子排列次序不同。这些物质用传统的检测方法，是无法加以区分的。但用核磁共振就能明确区分出它们的细微差异。研究显示，核磁共振成像技术在糖的分析中主要使用重水或者氘代二甲亚砜作为溶剂，用这些成分作溶剂能够检测出结晶时糖的具体形态。此外，糖的各羟基都能与同碳质子相偶合而产生裂分的双峰，在检测中对糖的成分进行分析发现经磺酸化的多糖物质在形态上变得松散了，这样就能够分辨出食品中的糖是属于哪一种了。

2.3对食品中蛋白质和氨基酸的分析检测

核磁共振不仅能够检测食品中的水分、糖分，在检测氨基酸中也有使用。目前主要使用的是核磁共振波谱技术来检测氨基酸的结构形态和运动特点。有国外科学家在研究一种含96种氨基酸的甜蛋白时，使用带顺磁探头的梯度核磁共振成像图谱仪研究其表面结构，用来研究该甜蛋白各部分与水结合的情况。后来几位中国科学家，如张猛等人确定了利用该甜蛋白的偶合常数、化学位移以及同位素交换等，来确定具体氨基

3　水果品质及成熟度的分析检测

核磁共振成像技术在检测水果品质时，主要通过探测浓缩氢核及被测物油水团混合状态下的响应变化来得到果实内部组织的高清晰图像，这种方法在一些水果的检测中尤为实用。苹果、香蕉都属于含糖水果，因此能够测定它们的糖分水平和含油量，这对水果等级分类、价格标注有较大的帮助。想要检测一种水果是否达到成熟标准时，可以采用自由感应衰减谱分析水果中可溶性碳水化合物的情况。对成熟果实的研究显示，果糖与葡萄糖是能够达到一定峰值的，但是未成熟水果，却仅仅只有一个蔗糖峰。在采用该技术分析水果水分时显示，在水果生长早期，波峰较宽，这就在一定程度上说明水分活动性受到影响。对成熟果实进行检测时，发现糖峰位于水峰右边，峰形不会出现对称，这就说明可溶性碳水化合物与水具有一定的相互作用。因此，通过自由感应衰减谱可以明显地将成熟和没有成熟的水果区分开来，这在传统的检测中是很难做到的。这种技术不仅能运用在水果上，还能应用在种子上。

4　总结

核磁共振技术在食品分析中的应用远不止这些，在检测二次或者多次加工的产品时，可以有效检测出食品中是否有危害人体健康的成分。在检测发酵食品时，可以知道有害菌数量是否超标，可以说正是这种技术在食品领域的革命性运用，才让我们的食物有了更多保障。当然核磁共振技术毕竟还是一种新的技术，它的仪器造价十分昂贵，一旦损坏后维修很麻烦。而且，使用这种技术的人需要很高的专业水平，目前我国这样的人才很少，所以这种检测方法无法普及。相信随着关注度的提高，核磁共振的市场将越来越大，也将逐渐从科学的神坛上走下来，为千家万户服务的。

［1］ 张锦胜.核磁共振及其成像技术在食品科学中的应用研究［D］.南昌：南昌大学，2007.

［2］ 刘世龙.红外光谱法对玉米粉和乙醇中水分含量的检测研究［D］.长春：长春理工大学，2010.

Application of NMR in Food Analysis and Detection

XIAORui
（Changsha Nanya Middle School ofHunan,Changsha 410008,China）

NMR is a physical process that the nucleus ofnon-vanishing nuclear magnetic moment,under the action ofan external magnetic field, Zeeman splitting occurs in energy level of the nuclear spin，resonant absorption of a particular radio frequency radiation.It is a new spectrum technique and has been widely used in the field offood analysis and detection.

Nuclear magnetic resonance；Food analysis and detection；Application

TS207.3

A

1674-8646（2015）12-0116-02

2015-08-28酸的二级结构方法。后续不断有科学家继续这一研究，有人利用低频率核磁共振检测来判断鸡蛋中的蛋白质热变后的性质。