低場核磁共振與磁共振成像監測蝦干過程中水分動態變化

蝦是可用于水產養殖發展的受歡迎的海鮮產品之一，其中包含營養成分，例如蛋白質，鈣，維生素和各種可提取的化合物。新鮮蝦因其高水分含量和強大的酶活性而易腐爛。在過去的時間里，干燥已被證明是延長蝦在世界上大多數地區的保存期限的有效方法。但是，干燥是一個復雜的過程，如果處理不當，將會對成品的機械，感官，功能和營養屬性產生不利影響。因此，在干燥過程中監測和控制食品的關鍵質量參數以確保批次間的一致性和最終產品的均勻性是令人感興趣的。用于質量評估的常規方法是可靠的，但具有破壞性，相對較慢，并且僅限于離線使用。因此，有必要開發一種可快速，無損檢測蝦干燥過程質量控制的技術。

近年來，已有一些無損質量控制技術，例如計算機視覺系統（CVS），近紅外（NIR）光譜和基于激光的成像系統。在干燥過程中監控視覺紋理，分析顏色變化并預測食品的水分，包括海鮮，水果片，蔬菜和發酵香腸。但是，這些技術不能用于研究水的流動性和分布，水始終是干燥過程中食品系統中最重要的組成部分。

低場核磁共振（LF-NMR）主要基于對質子核自旋從食物成分（例如水，脂肪，碳水化合物和蛋白質）中吸收的共振射頻的測量。由于它的靈敏性，快速的分析速度，無創性和低成本，它已被廣泛用作表征食物中水分流動性和分布的分析技術。磁共振成像應用能夠提供內部化學成分和可視化的結構信息。

本文使用NMR-T2弛豫法評估干燥過程中蝦的動態水狀態和分布，并使用MRI提供內部結構信息。進行了水分含量，質地特征分析（TPA）和顏色測量，以監測蝦的干燥程度和質量。通過皮爾遜相關分析對NMRT2弛豫參數與水分含量，質地參數，顏色特性之間的相關性進行評估，以評估LF-NMR作為對蝦的干燥度和質量測定的非破壞性方法的潛力。

核磁共振成像分析：

核磁共振成像已被證明是研究食品科學領域水分配的有效方法。下圖顯示了在40°C，50°C和60°C不同時間干燥的蝦的T2加權圖像的偽彩色圖像（低-高質子密度，藍紅色）。說明了具有流動性水的分布。隨著干燥時間的延長，較亮區域的大小顯示出持續減小的趨勢，這表明在干燥過程中失去了長弛豫信號。注意到隨著在三個溫度下干燥時間的增加，信號強度從外表面到內部區域減小。

【參考資料：Cheng, Shasha, Tang, et al. Approach for monitoring the dynamic states of water in shrimp during drying process with LF-NMR and MRI[J]. Drying Technology An International Journal, 2018.】