基于低场核磁共振快速测定青梅干燥中水分含量的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于低场核磁共振快速测定青梅干燥中水分含量的方法，包括以下步骤：1)将待测青梅果肉称重后置于不同温度下进行干燥，定时进行低场核磁共振测定，用FID序列获得待测青梅果肉的中心频率，再利用CPMG脉冲序列测定待测青梅果肉的横向弛豫时间T2，将青梅果肉在不同干燥温度的核磁信号经过多指数拟合得到T2反演图谱；2)根据T2反演图谱得出的核磁总峰面积与干基含水率进行拟合，进行低场核磁共振总信号幅值与青梅果肉干基含水率的相关性分析。本申请利用核磁共振无损检测测得的核磁信号幅值和线性回归方程可快速测得青梅在干燥过程中的水分含量，对青梅加工及综合开发利用具有重要意义。开发利用具有重要意义。开发利用具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
基于低场核磁共振快速测定青梅干燥中水分含量的方法


[0001]本专利技术属于检测领域，涉及一种青梅内部水分状态及分布变化的检测方法，更具体的涉及一种基于低场核磁共振快速测定青梅干燥中水分含量的方法。

技术介绍

[0002]青梅，俗称酸梅、果梅或干枝梅，是重要的花果兼用型树种，属蔷薇科李属，多年生落叶果树，小乔木。其果实完全成熟时含有人体物质代谢不可缺少的柠檬酸，还有枸椽酸、单宁酸、酒石酸、苹果酸、苦味酸等，其中含的苏氨酸等8种氨基酸和黄酮等极有利于人体蛋白质构成与代谢功能的正常进行，可防止心血管等疾病的产生。青梅不仅营养丰富而且还是一种良好的药材，据《神农本草》记载，梅的果、花、叶、枝、根在医药上都有良好的功效，梅性味甘平，对肝、脾、肺、大肠有收敛生津的作用。青梅已经广泛被加工开发成多种产品，如果脯、青梅脆果、青梅酒、青梅精等。目前对于青梅研究主要集中在活性成分的变化等，内部水分状态及分布变化等研究未见报道。检测水分含量的传统方法主要是干燥恒重法，蒸馏法等，这些方法虽然准确性高、重复性好，但是也存在耗时久、误差大、繁琐费力，而且破坏样品等问题。因此，发展一种快速无损、实时检测青梅水分含量的检测方法是非常有必要的。
[0003]低场核磁共振(Low
‑
field nuclear magnetic resonance，LF
‑
NMR)技术指通过弛豫时间的变化从微观的角度解释样品中水分的状态和变化规律，是一种有效快速、无损的检测方法。利用低场核磁共振技术可以有效地测量食品中水分、油脂和酒精等组分。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于低场核磁共振快速测定青梅干燥中水分含量的方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]基于低场核磁共振快速测定青梅干燥中水分含量的方法，包括以下步骤：
[0007]1)将待测青梅果肉称重后置于不同温度下进行干燥，定时进行低场核磁共振测定，用FID序列获得待测青梅果肉的中心频率，再利用CPMG脉冲序列测定待测青梅果肉的横向弛豫时间T2，将青梅果肉在不同干燥温度的核磁信号经过多指数拟合得到T2反演图谱；
[0008]2)根据T2反演图谱得出的核磁总峰面积与干基含水率进行拟合，进行低场核磁共振总信号幅值与青梅果肉干基含水率的相关性分析，得到线性回归方程；利用核磁共振无损检测测得的核磁信号幅值和线性回归方程测得青梅干燥中的水分含量。
[0009]进一步的，弛豫时间T2的测定参数为：主频SF＝21MHz，偏移频率O1＝236kHz，90度脉冲时间P1＝12μs，180度脉冲时间P2＝23.04μs，累加采样次数NS＝8，回波时间TE＝0.30ms，回波个数NECH＝18000，信号接收带宽SW＝200kHz。
[0010]进一步的，待测青梅的T2反演图谱存在3个峰，T2反演图谱中0.1
‑
10ms为结合水T
21
，10
‑
100ms为束缚水T
22
，100
‑
1000ms为自由水T
25
。
[0011]进一步的，对3个峰的峰面积进行累积积分，得到A
21
、A22、A25，从而获得结合水、束缚水、自由水的相对含量。
[0012]进一步的，70℃干燥6h，低场核磁共振总信号幅值与青梅果肉干基含水率的线性方程为：y＝833.99x+203.72，相关系数R2＝0.9979。
[0013]进一步的，干基含水率按下列公式计算：Wt＝(Mt
‑
Mg)/Mg
×
100％，式中，Mg为物料绝干时的质量，单位为g；Mt为干燥至t时刻的质量，单位为g；Wt为物料在t时刻的干基含水率，单位为％。
[0014]进一步的，干燥温度为50
‑
80℃。
[0015]进一步的，将待测青梅果肉称重后置于60mm线圈中央进行低场核磁共振测定。
[0016]进一步的，利用多层自旋回波序列进行质子加权成像，Y轴为选层梯度，X轴为相位梯度，Z轴为读出梯度得到待测青梅果肉不同温度下干燥过程中的核磁成像，根据核磁成像的颜色深浅，能够判定水分分布情况；核磁成像的参数为：TR＝1000ms，TE＝50ms，TI_IR＝20ms。
[0017]有益效果：相比于现有技术，本专利技术的优点为：
[0018]本申请利用LF
‑
NMR测定了不同干燥条件下青梅水分状态及迁移动态变化，能准确快速检测出样品中水分分布信息和内部的质构变化，同时对NMR信号幅值与干基含水率进行回归分析发现低场核磁总信号面积与干基含水率呈显著的线性关系。本专利技术利用核磁共振无损检测测得的核磁信号幅值和线性回归方程快速测得了青梅在干燥过程中的水分含量，克服了传统水分测定方法时间长、能耗高的问题，对青梅加工及综合开发利用等具有重要意义。
附图说明
[0019]图1为不同干燥时间对青梅失水率的影响图；
[0020]图2为50℃温度干燥下的T2反演图谱；
[0021]图3为60℃温度干燥下的T2反演图谱；
[0022]图4为70℃温度干燥下的T2反演图谱；
[0023]图5为80℃温度干燥下的T2反演图谱；
[0024]图6为不同温度干燥过程中不同状态水分的变化图；
[0025]图7为低场核磁峰面积总和与干基含水率的相关性分析图；
[0026]图8为70℃下不同干燥时间青梅的核磁成像图。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施例对本专利技术进一步进行描述。这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。以下实施例中如无特殊说明，所用实验方法均为常规方法；所用试剂和材料如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0028]以下实施例进行初始含水率测定方法为：选择大小相近、新鲜的青梅均匀分成两半，去核，分别称重，放入鼓风干燥箱105℃恒温干燥，间隔1h取出称重后再继续放入烘箱干燥，直到青梅梅果质量基本不变。求出每个样品的初始含水率，并取平均值作为该批青梅的初始含水率。
[0029]以下实施例所使用的仪器设备如下：Sartorius赛多利斯BSA224S电子天平(最大称量220g，最小称量0.0001g，误差0.1mg)、VTMR20
‑
010
‑
T低场核磁共振变温分析系统：(磁场强度：(0.5
±
0.05)苏州纽迈分析仪器有限公司)。
[0030]实施例1
[0031]青梅选自溧水梅园，七到八成成熟度，选择大小均匀、无机械损伤、无病虫害的样品十份，称取青梅果肉初始质量，置于50℃恒温干燥箱中进行干燥处理，每隔1h取出称重后放入核磁共振仪进行核磁共振，测定完继续将果肉放于鼓风干燥箱中继续干燥，重复上述操作，直至样品质量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于低场核磁共振快速测定青梅干燥中水分含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将待测青梅果肉称重后置于不同温度下进行干燥，定时进行低场核磁共振测定，用FID序列获得待测青梅果肉的中心频率，再利用CPMG脉冲序列测定待测青梅果肉的横向弛豫时间T2，将青梅果肉在不同干燥温度的核磁信号经过多指数拟合得到T2反演图谱；2)根据T2反演图谱得出的核磁总峰面积与干基含水率进行拟合，进行低场核磁共振总信号幅值与青梅果肉干基含水率的相关性分析，得到线性回归方程；利用核磁共振无损检测测得的核磁信号幅值和线性回归方程测得青梅干燥中的水分含量。2.根据权利要求1所述的基于低场核磁共振快速测定青梅干燥中水分含量的方法，其特征在于，弛豫时间T2的测定参数为：主频SF＝21MHz，偏移频率O1＝236kHz，90度脉冲时间P1＝12μs，180度脉冲时间P2＝23.04μs，累加采样次数NS＝8，回波时间TE＝0.30ms，回波个数NECH＝18000，信号接收带宽SW＝200kHz。3.根据权利要求1所述的基于低场核磁共振快速测定青梅干燥中水分含量的方法，其特征在于，待测青梅的T2反演图谱存在3个峰，T2反演图谱中0.1
‑
10ms为结合水T
21
，10
‑
100ms为束缚水T
22
，100
‑
1000ms为自由水T
25
。4.根据权利要求3所述的基于低场核磁共振快速测定青梅干燥中水分含量的方法，其特征在于，对3个...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠，居荣华，宋得意，马飞飞，
申请(专利权)人：南京田家炳高级中学，
类型：发明
国别省市：