原位檢測鵪鶉蛋加熱凝固過程中溫度點和時間點的方法與流程

本發明屬于鵪鶉蛋蛋白質熱加工品質檢測領域，具體來說，涉及一種利用變溫低場核磁共振技術原位檢測鵪鶉蛋加熱凝固過程中溫度點和時間點的方法。

背景技術：

鵪鶉蛋在加熱過程中，可使鵪鶉蛋中的蛋白質發生凝固而沉淀。加熱是使蛋白質變性，有規則的肽鏈結構被打開呈松散狀不規則的結構，分子的不對稱性增加，疏水基團暴露，進而凝聚成凝膠狀的蛋白塊。在食品加工過程中，蛋類內部的狀態對其有很大的影響，得到蛋類加熱凝固過程中溫度點和時間點，可以為食品加工提供很多方便。現有很多檢測蛋類凝固溫度點和時間點的方法，這些方法雖然能夠得到其凝固溫度點和時間點，但需將蛋殼破壞，破壞了樣品的完整性，具有一定的局限性。

核磁共振作為一種重要的現代分析手段已廣泛應用于各領域。根據核磁共振原理，采用特定的脈沖序列對樣品中具有固定磁矩的原子核進行激發，產生弛豫信號，該弛豫信號強度與被測樣品中所含核自旋數目成正比，信號衰減過程與被測物質的成分結構密切相關。通過數學方法對弛豫信號進行反演分析，可獲得其他手段難以得到的各種成分和微觀結構信息，從而達到檢測目的。

技術實現要素：

本發明針對現有檢測技術存在的不足問題，提出了一種原位檢測鵪鶉蛋加熱凝固過程中溫度點和時間點的方法，準確掌握鵪鶉蛋加熱凝固過程，便于控制鵪鶉蛋類食品的進一步加工。

為了達到上述目的，本發明提供一種原位檢測鵪鶉蛋加熱凝固過程中溫度點和時間點的方法，包括如下步驟：

S1、分別選取若干完整鵪鶉蛋，作為檢測樣品；

S2、采用變溫低場核磁共振分析儀，利用CPMG脈沖序列法采集步驟S1制得的鵪鶉蛋檢測樣品的核磁共振回波信號，獲得鵪鶉蛋變溫加熱回波衰減曲線數據；

所述變溫低場核磁的溫升范圍控制在30～100℃；以每分鐘1～2℃的速度升溫；每升高2℃采集一次所述鵪鶉蛋檢測樣品的核磁共振回波信號；

所述CPMG脈沖序列參數為：90度脈寬P1：13μs，180度脈寬P2：26μs，重復采樣等待時間Tw：1000-10000ms，模擬增益RG1：[10到30，均為整數]，數字增益DRG1：[2到7，均為整數]，前置放大增益PRG：[1，2，3]，NS：4，8，16，NECH：1000-10000，接收機帶寬SW：100，200，300KHz，開始采樣時間的控制參數RFD：0.002-0.08ms，時延DL1：0.1-0.8ms；

S3、采用變溫低場核磁共振分析儀，對步驟S1制得的鵪鶉蛋檢測樣品進行恒溫加熱；加熱時間為20min，加熱過程中，每2分鐘利用CPMG脈沖序列法，采用與步驟S2相同的CPMG脈沖序列參數，采集一次核磁共振回波信號，獲得鵪鶉蛋恒溫加熱回波衰減曲線數據；

所述恒溫加熱的設定溫度范圍為30～100℃；

S4、采用一維反拉普拉斯算法分別處理步驟S2、步驟S3所采集的鵪鶉蛋變溫加熱回波衰減曲線數據、鵪鶉蛋恒溫加熱回波衰減曲線數據，得到鵪鶉蛋變溫加熱橫向弛豫時間T2譜圖及鵪鶉蛋恒溫加熱橫向弛豫時間T2譜圖；

S5、對步驟S4獲得的鵪鶉蛋變溫加熱橫向弛豫時間T2譜圖及鵪鶉蛋恒溫加熱橫向弛豫時間T2譜圖分別進行分析，通過自由水峰的變化來確定鵪鶉蛋的狀態；

所述鵪鶉蛋變溫加熱橫向弛豫時間T2譜圖中，自由水峰左移并減小的溫度點，即為鵪鶉蛋不同凝固情況對應的溫度點；

所述鵪鶉蛋恒溫加熱橫向弛豫時間T2譜圖中，自由水峰左移并減小的時間點，即為所述設定溫度下鵪鶉蛋凝固情況對應的時間點。

鵪鶉蛋中的自由水峰大幅度減少，即鵪鶉蛋開始發生凝固；從譜圖中可以明顯看出自由水的變化，同時與鵪鶉蛋的凝固情況相對應。

優選方式下，步驟S2所述CPMG脈沖序列參數為：90度脈寬P1：11μs，180度脈寬P2：22μs，重復采樣等待時間TW：2500ms，模擬增益RG1：10，數字增益DRG1：1，前置放大增益PRG：0，NS：8，NECH：8000，接收機帶寬SW：200KHz，開始采樣時間的控制參數RFD：0.002ms，時延DL1：0.5ms。

優選方式下，步驟S4所述反演的迭代次數為10000、100000或1000000。

本發明的技術創新在于：

1、本發明的方法沒有復雜的樣品前處理過程，可在幾分鐘內實現原位檢測鵪鶉蛋加熱凝固過程的溫度點和時間點，從而對鵪鶉蛋的熱加工溫度和時間提供了理論依據。與傳統的方法相比，本發明操作簡單，可以實現快速非侵入式原位檢測，提高了測量效率。

2、本發明采用變溫核磁技術，可實現在熱加工過程監測樣品的變化，操作方法簡單快速，測量結果準確；測量結果不受材料樣本大小與外觀色澤的影響。

3、本發明可快速直接得到蛋類加熱凝固過程中溫度點和時間點，可以為食品加工提供很多方便；根據本發明方法可以對加工過程進行進一步的優化；實時監控加工過程、適時調整產品某一步的加工時間，進一步實現產品品質把控。

4、本發明可實現原位監測鵪鶉蛋在變溫加熱過程中的狀態變化，升溫的范圍為30～100℃，包含了室溫到鵪鶉蛋一般熱加工的溫度，可以很好的找到在變溫過程中，鵪鶉蛋發生凝固的溫度點。

5、本發明可實現在鵪鶉蛋可凝固的溫度下，原位監測其開始發生凝固的時間點，通過不同溫度的恒溫加熱檢測，可獲得不同溫度下恒溫加熱鵪鶉蛋凝固的時間點，為鵪鶉蛋深加工工藝提供技術支持。

綜上所述，采用核磁共振技術進行原位檢測鵪鶉蛋加熱凝固過程，是一種非常有潛力的快速檢測新技術。

附圖說明

圖1是變溫NMR檢測鵪鶉蛋在加熱升溫過程中的T2數據譜圖；

圖2是鵪鶉蛋在60℃恒溫加熱過程中的T2數據譜圖；

圖3是鵪鶉蛋在65℃恒溫加熱過程中的T2數據譜圖；

圖4是鵪鶉蛋在70℃恒溫加熱過程中的T2數據譜圖；

圖5是鵪鶉蛋在75℃恒溫加熱過程中的T2數據譜圖；

圖6是鵪鶉蛋在恒溫加熱過程中加權平均T2弛豫時間隨加熱時間變化的曲線；

圖7是鵪鶉蛋在65℃恒溫加熱過程中T1加權成像。

具體實施方式

下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。

下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。

實施例1

具體實施步驟如下：

儀器校正：參數設置為：90度脈寬P1：11μs，180度脈寬P2：22μs，重復采樣等待時間TW：2500ms，模擬增益RG1：10，數字增益DRG1：1，前置放大增益PRG：0，NS：8，NECH：8000，接收機帶寬SW：200KHz，開始采樣時間的控制參數RFD：0.002ms，時延DL1：0.5ms。

鵪鶉蛋升溫過程中低場核磁分析：采用變溫低場核磁共振(上海紐邁電子科技)技術，利用變溫核磁測定鵪鶉蛋熱加工過程的弛豫譜圖，在升溫過程中(30-90℃，每分鐘升溫2℃)，對鵪鶉蛋進行核磁共振信號采集，利用CPMG脈沖序列，測量鵪鶉蛋在加熱過程中橫向弛豫時間T2，獲得回波衰減曲線，采用一維反拉普拉斯算法計算橫向弛豫時間T2譜圖，得到鵪鶉蛋T2反演曲線。如圖1所示，圖中給出的為部分溫度下的代表性曲線。

通過圖中自由水峰的變化來確定鵪鶉蛋的狀態；本實施例的圖1中，自由水峰左移并減小的溫度點，即為鵪鶉蛋不同凝固情況對應的溫度點。

從圖1中可以看出，鵪鶉蛋在64℃及以下加熱過程中，鵪鶉蛋T2反演曲線無明顯變化，當加熱溫度達到66℃時，鵪鶉蛋T2反演曲線弛豫時間縮短，說明鵪鶉蛋從液體開始逐漸變為固體。在實際食品加工過程中，對照根據本發明方法獲得的鵪鶉蛋變溫加熱橫向弛豫時間T2譜圖，或者根據實際檢測的鵪鶉蛋T2反演曲線弛豫時間的變化，即可得到鵪鶉蛋不同凝固情況對應的溫度點，得到所加工的食品的成熟度的數據信息。

實施例2

儀器校正：參數設置為：90度脈寬P1：11μs，180度脈寬P2：22μs，重復采樣等待時間TW：2500ms，模擬增益RG1：10，數字增益DRG1：1，前置放大增益PRG：0，NS：8，NECH：8000，接收機帶寬SW：200KHz，開始采樣時間的控制參數RFD：0.002ms，時延DL1：0.5ms。

鵪鶉蛋恒溫過程中低場核磁分析：采用變溫低場核磁共振(上海紐邁電子科技)技術，利用變溫核磁測定鵪鶉蛋熱加工過程的弛豫譜圖，在恒溫過程中，每倆分鐘對鵪鶉蛋進行核磁共振信號采集，利用CPMG脈沖序列，測量鵪鶉蛋在加熱過程中橫向弛豫時間T2，獲得回波衰減曲線，采用一維反拉普拉斯算法計算橫向弛豫時間T2譜圖，得到鵪鶉蛋T2反演曲線。

在實際食品加工過程中，對照根據本發明方法獲得的鵪鶉蛋恒溫加熱橫向弛豫時間T2譜圖，或者根據實際檢測的鵪鶉蛋T2反演曲線弛豫時間的變化，即可得到鵪鶉蛋在恒溫加熱時，不同凝固情況對應的時間點，得到所加工的鵪鶉蛋食品所需的加工時間，進而對加工過程進行進一步的優化，或實時監控加工過程、適時調整產品某一步的加工時間，進一步實現產品品質把控。

上述恒溫檢測的設定溫度分別為60℃、65℃、70℃、75℃，檢測結果如圖2-5所示，圖中給出的為部分加熱時間下的代表性曲線；圖6為鵪鶉蛋在恒溫加熱過程中加權平均T2弛豫時間隨加熱時間變化的曲線。

從圖2中可以看出，鵪鶉蛋在60℃恒溫加熱過程中，持續加熱20min，鵪鶉蛋T2反演曲線無明顯變化，說明鵪鶉蛋沒有凝固，從圖6可以看出弛豫時間無明顯變化。

從圖3中可以看出，當鵪鶉蛋在65℃恒溫加熱過程中，持續加熱8min，T2弛豫時間縮短，從圖6可以看出弛豫時間驟變，說明鵪鶉蛋在65℃恒溫加熱8min開始凝固。

結合鵪鶉蛋在65℃恒溫加熱過程中T1加權成像，如圖7所示，鵪鶉蛋加熱8min后圖像明顯變暗，說明鵪鶉蛋從液體變為固體。

從圖4中可以看出，當鵪鶉蛋在70℃恒溫加熱過程中，持續加熱6min，T2弛豫時間縮短，從圖6可以看出弛豫時間驟變，說明鵪鶉蛋在70℃恒溫加熱6min開始凝固。

從圖5中可以看出，當鵪鶉蛋在75℃恒溫加熱過程中，持續加熱4min，T2弛豫時間縮短，從圖6可以看出弛豫時間驟變，說明鵪鶉蛋在75℃恒溫加熱4min開始凝固。

綜上，通過對鵪鶉蛋弛豫時間T2圖譜進行分析，可以看出采用本發明方法所建立的原位檢測鵪鶉蛋加熱凝固過程中溫度點和時間點的方法可行，且對鵪鶉蛋樣品無破壞，操作簡便，可提高檢測速度。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。