基于低場核磁共振技術(shù)對(duì)不同品牌醬牛肉區(qū)分

張海峰，馬 龍，武 杰，徐 靜

（蚌埠學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，安徽蚌埠 233030）

0 引言

醬牛肉是指以牛肉為主要原料，經(jīng)過多種調(diào)味料腌制而成的一種肉制品，其鮮味濃厚、口感豐富。牛肉的品種部位和制作方法不同，生產(chǎn)出來的醬牛肉品質(zhì)也不同。在生產(chǎn)中不僅要掌握原料的選擇，而且還要控制產(chǎn)品的加工品質(zhì)，為了對(duì)肉制品品質(zhì)進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，除了傳統(tǒng)的感官評(píng)價(jià)外，還可以通過一些儀器測量區(qū)分肉及肉制品品質(zhì)的不同。馬龍等人[1]利用TPA測試技術(shù)對(duì)不同品牌醬牛肉進(jìn)行區(qū)分，結(jié)果表明，TPA測試技術(shù)可以快速有效地對(duì)不同品牌的醬牛肉進(jìn)行區(qū)分。王霞等人[2]利用電子舌技術(shù)對(duì)雞肉產(chǎn)品進(jìn)行區(qū)分，結(jié)果表明，電子舌技術(shù)能夠較好地區(qū)分出同品種雞肉的不同部位，以及不同品種雞肉的相同部位。許沙沙等人[3]利用熒光光度計(jì)、質(zhì)構(gòu)儀、電子鼻等儀器對(duì)不同品種的豬肉進(jìn)行區(qū)分，能夠正確地區(qū)分出不同品種的生豬肉及熟豬肉。低場核磁共振（Low field nuclear magnetic resonance，LF-MNR） 是磁場強(qiáng)度在0.5T以下的核磁共振，其主要是檢測樣品中的H質(zhì)子。對(duì)于性質(zhì)不同的樣品，通過信號(hào)差別來研究樣品內(nèi)部的性質(zhì)。低場核磁共振技術(shù)是一種重要的食品品質(zhì)測定方法，以其檢測迅速、無損失、需要樣品量少等多種優(yōu)點(diǎn)在食品領(lǐng)域中獲得了研究和應(yīng)用。目前，低場核磁共振技術(shù)主要應(yīng)用于檢測肉及肉制品中水分含量及保水性質(zhì)、摻假方面、脂肪檢測等多方面，姜曉文等人[4]利用低場核磁共振技術(shù)研究宰后生鮮肉品中H質(zhì)子弛豫時(shí)間T2的分布。姜潮等人[5]利用低場核磁共振技術(shù)結(jié)合主成分分析檢測摻假牛乳，趙婷婷等人[6]利用低場核磁共振結(jié)合主成分分析法檢測不同品質(zhì)的食用油脂。但是，低場核磁共振技術(shù)應(yīng)用于肉制品區(qū)分方面的研究很少。

試驗(yàn)利用低場核磁共振成像分析儀對(duì)3種不同品牌醬牛肉樣品進(jìn)行了馳豫特性的測試，得到了表征醬牛肉品質(zhì)特征的6個(gè)馳豫特性的指標(biāo)，再用主成分分析的方法對(duì)不同品牌醬牛肉樣品的馳豫特性的指標(biāo)進(jìn)行分類，從而對(duì)不同品牌的醬牛肉樣品進(jìn)行快速有效的區(qū)分。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與設(shè)備

3種不同品牌的醬牛肉，購于蚌埠大潤發(fā)超市。

NMI20-23-015V-I型低場核磁共振成像分析儀，上海紐邁電子科技有限公司產(chǎn)品；平行刀。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)[7-12]

將3種醬牛肉分別標(biāo)記為品牌A，B，C。樣品采購后將樣品切成約50 g的大小，用保鮮膜包裹，置于25℃的恒溫箱中，貯藏3 d后，在25℃的環(huán)境下進(jìn)行檢測。

檢測時(shí)，將每種不同品牌醬牛肉樣品隨機(jī)取3塊樣品作為測試樣品，每塊樣品用平行刀順著肌肉紋路切成一定大小的肉塊，并記下各個(gè)肉塊的質(zhì)量，取3個(gè)肉塊進(jìn)行平行試驗(yàn)，將肉塊放進(jìn)核磁管中利用低場核磁共振成像分析儀進(jìn)行分析。

1.2.2 低場核磁共振的測試條件[13-15]

質(zhì)子共振頻率21 MHz，測量溫度32℃。大約2 g樣品放入直徑15 mm核磁管中，而后放入分析儀中。所使用參數(shù)：SW（kHz）=200，RFD（ms）=0.002，O1（Hz）=339 179.65，RG1（db）=20.0，P1（μs）=14.00，DRG1=3，TD=150 038，PRG=2，TW（ms）=2 500.000，P2=27.00，NS=16，TE（ms）=0.250，NECH=3 000。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

先利用Excel進(jìn)行歸一化質(zhì)子密度處理，再采用IBM SPSS Statistics 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行主成分分析，并分別計(jì)算第一主成分和第二主成分得分，最后再利用Excel軟件作圖。

試驗(yàn)結(jié)果采用主成分分析法進(jìn)行分析。

2 結(jié)果分析

2.1 不同品牌醬牛肉的馳豫特性

對(duì)不同品牌醬牛肉樣品依次用低場核磁共振成像分析儀進(jìn)行檢測，3種不同品牌醬牛肉的6個(gè)低場核磁共振成像分析儀測試的馳豫特性指標(biāo)的平均值。

不同品牌醬牛肉的峰面積見圖1，不同品牌醬牛肉的馳豫時(shí)間見圖2。

圖1 不同品牌醬牛肉的峰面積

圖2 不同品牌醬牛肉的馳豫時(shí)間

低場核磁共振測定的參數(shù)主要是縱向弛豫時(shí)間T1和橫向弛豫時(shí)間T2。T2多用于評(píng)估肉類產(chǎn)品的水分狀態(tài)，這是因?yàn)樵趯?duì)不同狀態(tài)水的區(qū)分上T2比T1更加敏感，從樣品峰面積的變化可以看出樣品中不同狀態(tài)水含量變化。根據(jù)T2的馳豫時(shí)間，可將不同品牌中醬牛肉的不同狀態(tài)水劃分為結(jié)合水、不易流動(dòng)水和自由水，它們分別對(duì)應(yīng)的馳豫時(shí)間T21，T22，T23；對(duì)應(yīng)的峰面積分別為A21，A22，A23。由圖1可以看出，不同品牌醬牛肉樣品結(jié)合水的峰面積、不易流動(dòng)水的峰面積和自由水的峰面積的馳豫特性具有明顯的差異性。由圖2可以看出，不同品牌的醬牛肉在T21上表現(xiàn)出較明顯的差異性，而在T22和T23上表現(xiàn)不明顯。

2.2 不同品牌醬牛肉的區(qū)分

主成分分析 （Principalcomponentanalysis，PCA）是利用降維的思想，把多指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)，其中每個(gè)主成分都能夠反映原始變量的大部分信息，且所含信息互不重復(fù)。這種方法能夠使問題簡單化，同時(shí)得到更加科學(xué)有效的數(shù)據(jù)信息。這種方法已經(jīng)廣泛用于食品的分類中。

不同品牌醬牛肉樣品的主成分分析分類見圖3。

圖3 不同品牌醬牛肉樣品的主成分分析分類

由圖3可以看出，低場核磁共振技術(shù)馳豫特性的指標(biāo)對(duì)于不同品牌醬牛肉樣品表現(xiàn)出不同程度上的聚類特性。相同品牌醬牛肉（3個(gè)重復(fù)樣）的主成分得分點(diǎn)分布在相對(duì)獨(dú)立的且互不干擾的區(qū)域，得分區(qū)域之間的距離表征了不同樣品間品質(zhì)差異，距離越遠(yuǎn)說明其品質(zhì)特性越不相似[4]。低場核磁共振技術(shù)能夠區(qū)分醬牛肉樣品的品牌，還能區(qū)分出各品牌醬牛肉樣品品質(zhì)之間的差異程度。

3 結(jié)論

利用低場核磁共振技術(shù)對(duì)不同品牌醬牛肉樣品進(jìn)行鑒別。試驗(yàn)結(jié)果表明，由第一主成分和第二主成分得分圖可以看出，該方法能夠有效地區(qū)分不同品牌的醬牛肉，不同品牌的醬牛肉有相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，并且還能夠看出不同品牌醬牛肉品質(zhì)的差異程度。低場核磁共振技術(shù)能夠快速有效地區(qū)分不同品牌醬牛肉，它將成為傳統(tǒng)醬牛肉制品品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要手段之一，在肉制品行業(yè)中的應(yīng)用具有更加廣闊的前景。

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