變溫低場(chǎng)核磁系統(tǒng)用于食品凍融穩(wěn)定性的研究

速凍食品通常采用快速冷凍和低溫儲(chǔ)存的工藝，通過降低食品中水分含量和水分活度來(lái)減少微生物繁殖的風(fēng)險(xiǎn)、降低酶活性以及延緩食品原料間化學(xué)變化，以此達(dá)到延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期和方便消費(fèi)者食用的目的。然而，速凍食品在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和消費(fèi)過程中，都會(huì)面臨無(wú)法保證低溫冷藏條件的問題。溫度波動(dòng)所導(dǎo)致的產(chǎn)品品質(zhì)變化往往讓消費(fèi)者難以接受，如產(chǎn)品口感變差、失水變硬、蒸煮后表皮開裂、失去彈性等。

淀粉凍融通常是指低溫（如-18℃）下對(duì)糊化或未糊化淀粉進(jìn)行冷凍后再放置室溫或者更高溫度(如30℃水浴)下使淀粉融化的過程。在此過程中，淀粉理化性質(zhì)及顆粒結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)和程度反映了淀粉的凍融穩(wěn)定性，也直接影響了相關(guān)速凍食品的質(zhì)構(gòu)特性。淀粉凍融穩(wěn)定性的研究有助于進(jìn)一步了解淀粉分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)條件的優(yōu)化。

凍融過程對(duì)淀粉影響

凍融過程通過水分子和溫度的作用改變淀粉的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)淀粉的顆粒形態(tài)、質(zhì)構(gòu)特征、結(jié)晶狀態(tài)和功能特性產(chǎn)生顯著影響。一般而言，這些影響效果不利于淀粉在凍融過程中保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

淀粉在凍融過程中，循環(huán)過程形成的冰晶和微機(jī)械力會(huì)對(duì)淀粉顆粒造成損傷。經(jīng)過多次凍融循環(huán)后，淀粉顆粒棱角出現(xiàn)損傷，表面變得更粗糙且出現(xiàn)許多凹洞。凍融過程中冰晶不斷融解和再形成，反復(fù)對(duì)淀粉顆粒表面進(jìn)行擠壓，從而造成了上述的機(jī)械損傷并伴隨部分淀粉的游離溢出。

原位變溫低場(chǎng)核磁共振系統(tǒng)？

原位變溫低場(chǎng)核磁共振系統(tǒng)是指可以實(shí)現(xiàn)在線原位改變樣品溫度，并在設(shè)置溫度下對(duì)樣品進(jìn)行原位測(cè)量的低場(chǎng)核磁共振系統(tǒng)。該系統(tǒng)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)弛豫分析和磁共振成像功能。

傳統(tǒng)的低場(chǎng)核磁共振系統(tǒng)是常溫測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)試過程中樣品的溫度保持與實(shí)驗(yàn)室溫度（環(huán)境溫度）一致，檢測(cè)到的數(shù)據(jù)與樣品在室溫下的特性相關(guān)。而原位變溫低場(chǎng)核磁共振系統(tǒng)可對(duì)樣品進(jìn)行程序控溫（高低溫），并進(jìn)行原位檢測(cè)，可研究不同溫度下樣品的特性?？蓪?duì)樣品進(jìn)行冷凍過程、干燥過程、蒸煮過程、樣品冰點(diǎn)、食品變性過程等相關(guān)研究。

原位變溫低場(chǎng)核磁共振系統(tǒng)是在常規(guī)低場(chǎng)核磁共振系統(tǒng)上加配了變溫探頭、控溫硬件以及控溫軟件。系統(tǒng)樣機(jī)如下圖：