低場核磁技術研究食品吸水和持水能力

什么是持水性?

動物屠宰后肌肉保持自身水分的能力被稱之為持水性,是指當肌肉受到外力作用時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、營養成分、嫩度、顏色等食用品質,而且還直接影響肉制品的成品率,具有重要的經濟價值。較低的持水性對于肉類工業意味著較大的經濟損失,即肉中水分流失帶來的經濟損失和肉品加工品質的降低帶來的損失。

肌肉中的水分主要存在于肌細胞中,即肌原纖維中、肌原纖維間、肌原纖維與細胞膜之間、細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分子,蛋白質分子所帶的靜電荷與水分子極化基團靜電荷之間相互吸引從而能將水分子納入蛋白質高分子網狀立體結構的空間中,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胞膜內的肌漿中,小部分水分靠毛細管作用滯留于肌纖維細胞膜外,由于有肌束膜包裹而不致外溢。宰后肌肉轉變成食肉的過程中,其持水性有一個變化的過程。

水是肉品中最主要的成分,占到肉品質量的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,而且嚴重地影響其經濟價值。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。傳統方法如壓力(重量、面積)法、離心法、滴水損失、貯藏損失和蒸煮損失等都不能表征肉中水分存在的狀態以及變化過程。低場核磁共振利用氫原子核在磁場中的自旋馳豫特性,通過弛豫時間的變化分析研究物質的含水量、水分分布、水分遷移以及與之相關的其他性質,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。國外的相關研究也表明低場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。

低場核磁技術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化合物,而構成水和有機物的氫原子在有電荷繞核旋轉的同時又不停的自轉,與線圈通過電流時會產生磁場一樣,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微小的氫原子核磁鐵構成的。這些微小的原子核磁鐵在磁場中有的處于高能態有的處于低能態。對樣品施加射頻脈沖,使氫質子發生共振,低能態氫質子就可能躍遷到高能態。停止射頻脈沖后質子以非輻射的方式回到基態而達到玻爾茲曼平衡的時間就是弛豫時間。

通過分析縱向弛豫時間Tl和橫向弛豫時間T2,可以得到很多樣品內部的信息。肉品水分的研究主要利用橫向弛豫時間T2。弛豫時間越短說明水與周圍物質結合越緊密,弛豫時間越長說明水分越自由。所以弛豫時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,進而研究肉品持水性變化的機理。