海棠果水分迁移情况的核磁共振1.24--王殿生教程.docx

海棠果成长生长过程水分迁移的核磁共振研究 尤益民，刘振宇，王殿生 （中国石油大学（华东）理学院，山东 青岛 266580） 摘要：建立了海棠果的核磁共振活体检测体系，通过检监测海棠果的T2弛豫特性在海棠果中后期生长过程中的日序变化，发现代表结合水和不易流动水的的T2弛豫时间持续增大，而代表自由水的T2弛豫时间的变化不明显。结果表明：（1）在海棠果中后期的生长过程中，由于新陈代谢的增强，消耗了大量的大分子物质，导致大分子物质像原果胶、半纤维素很大分子糖等含量下降，结合水的含量下降，水分子与大分子物质间的束缚作用减弱，能量不易在核自旋间转移，导致其所对应的横向弛豫时间T21、T22在逐渐增加；（2）从七月中旬到八月初，由于光合作用和呼吸作用使得自由水处于一个动态平衡的状态，导致代表自由水的横向弛豫时间T23处于一个平稳的状态:(3)从八月初到八月中旬，海棠果体积处于膨大期，自由水增多明显，导致T23有一个短暂的下降趋势(4)从八月中旬到海棠果成熟，各个横向弛豫时间趋于平稳，果实可以采收。本实验利用核磁共振测量技术很好的解释了海棠果成长过程中的水分变化情况。 关键词：海棠果；核磁共振；横向弛豫时间:新陈代谢 1 引言 （1）查找一些海棠果研究方面的文献，说明：海棠果的产地、果实特征（形状、大小、颜色、质量、气味、口味，主要化学成分，含水量，液体含量，等等）、生长习性与时间、成熟过程水、糖、酸等化学成分变化，成熟度的通常辨别方法，食用方法与功能特性（食用品质），采摘时机对后续储藏、加工影响（减小损失等），合理确定采摘成熟期，含糖量是水果的主要品质因素，定量确定含糖量。 （2）核磁共振技术检测水果的特点和研究现状，侧重于水分含量和糖含量方面的变化。 （3）本文研究内容。更主要的是研究水分变化的意义，是认识海棠果生长机理，还是反映成熟度，还是反映其他特性？ 水果是人类生活中必不可缺的食物之一，含有丰富的碳水化合物、矿物质、微量元素以及各种营养成分，经常摄入水果，可以有效地预防高血压、肥胖等疾病[1]。在水果的生长和储藏过程中，水分的迁移行为对水果的口感、营养价值起着至关重要的作用。在研究水果储藏过程中水分的迁移行为方面，国外学者做了大量的研究，例如，Maja Musse对成熟西红柿的水分迁移行为的研究[2]；Natalia sosa研究的苹果干燥过程对苹果亚细胞结构的水分迁移行为的影响等等[3]。其中大部分研究都是以核磁共振技术为实验基础。核磁共振技术对水果内部水分的检测，具有检测快速、检测方式多样、无损和非接触等优点。可见，核磁共振技术有助于我们了解食品的组成成分(水分、脂肪及大分子化合物等)、内部组织结构以及食品的物理化学特性(果蔬成熟度、食品的腐败变质等方面) ，甚至根据系统的分析可以推知食品的功能特性。 很多学者做了利用核磁共振参数横向弛豫时间来观测一些植物组织的研究[4]。由水分子周围环境变化引起的核磁共振信号可以被分为横向弛豫时间T1和横向时间T2？？。通常而言，水分子中所含的H由于其所在环境的变化，将使得横向弛豫时间T2的变化比纵向弛豫时间T1更加明显，更适合于实验观察[3]。水果中水分的迁移行为是反映水果品质变化的一个重要因素，利用对横向弛豫时间T2变化的观测，将很好得反映水分迁移行为对水果品质造成的影响。在这方面，由很多典型的研究，例如国外学者Fundo根据横向弛豫时间T2的平均值分析新鲜西瓜切片后水分随时间的变化情况？？？？[5]；国内学者也做了关于这方面的研究，例如陈森根据横向弛豫时间T2的峰面积分析樱桃储藏过程中水分变化的情况[6]，等等。但是，关于水果生长过程中水分迁移行为的核磁共振研究却少之又少。在水果的生长过程中，水分状态根据水质子所处的不同环境，可以区分为以下三类：水分活性较小，与大分子物质络合结合，流动性差，定义为结合水；水分子与大分子物质通过氢键结合，其横向弛豫时间T2较前者变长；在水果内以游离状态的形式存在，定义为自由水[6]。通过研究这三种水分的迁移行为，可以很好得解释水果生长过程中内部理化性质的变化原因。本文主要利用低场核磁共振技术来研究海棠果生长过程中水分的迁移行为。 海棠果原产于中国，现主要分布在华北地区，果实呈卵形，直径2~2.5厘米，