基于低场核磁技术研究香菇干燥及贮藏过程中的品质变化

作     者：李然然 

作者单位：大连工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：程沙沙;孙晶

授予年度：2019年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083202[工学-粮食、油脂及植物蛋白工程] 

主      题：低场核磁共振 磁共振成像 香菇 干燥 贮藏 品质 

摘      要：香菇具有独特的风味和丰富的营养价值,深受消费者的喜爱。然而香菇水分含量高,采后代谢率高,容易腐败变质,失去食用价值。干燥可以降低香菇的水分活度,抑制酶促反应,限制微生物生长,从而延长香菇的货架期。香菇在干燥及贮藏中的品质评价方法主要是传统的理化检验、微生物检验、感官评价及风味测定,这些方法对样品都具有破坏性,并且不能快速和直观地反应香菇的品质信息。低场核磁共振技术(LF-NMR)和磁共振成像(MRI)技术可以快速、无损、非侵入地监测食品内部水分变化,直观地反映食品内部水分的空间分布。本文以香菇为研究对象,利用LF-NMR和MRI研究香菇在热风干燥、缓苏干燥和贮藏过程中的水分流动性、分布及迁移变化情况。主要结论如下:(1)利用NMR和MRI对新鲜香菇及香菇热风干燥过程中的信号进行采集,结果表明:新鲜香菇中存在结合水(T)、不易移动水(T)和自由水(T)三种水组分,分别归属为细胞壁、细胞质和液泡中的水。菌柄中结合水和自由水的含量高于菌盖,而不易移动水的量较少。MRI质子密度成像显示新鲜香菇内部水分分布不均匀,香菇菌柄中的质子信号密度高于菌盖,水主要集中于新鲜香菇菌柄中。在50 C、60 C和70 C热风干燥过程中,随着干燥时间的增加,不易移动水(T)和自由水(T)的横向弛豫时间显著减少。峰面积A和A在干燥过程中减少,总峰面积A也显著降低,干燥造成了香菇内部水分的流失。MRI的信号强度在干燥期间显著降低,并且干燥温度越高,信号强度下降越快。并且在干燥过程中水分由香菇的表面向内部开始流失,高温会影响香菇内部水分在中心的聚集。香菇干燥过程中的L*和收缩率逐渐降低,ΔE显著增加,并且温度越高变化越快。硬度在干燥过程中先减少后增加。香菇干燥过程中的MR和DR显著减少。同时,利用香菇干燥过程的低场核磁峰面积A与香菇各品质指标进行相关性拟合分析,A与水分含量拟合效果较好,相关系数都在0.9以上,拟合结果说明低场核磁共振技术在香菇干燥品质检测方面具有巨大应用潜力。(2)利用LF-NMR及MRI技术研究香菇在缓苏干燥期间的水分迁移规律,结果表明:LF-NMR测定香菇在缓苏期间水分迁移现象不明显,MRI测定缓苏处理使香菇内部水分分布更加均匀。测定的水分比(MR)、干燥速率(DR)在干燥期间显著降低。干香菇复水过程的质子密度成像显示水分是由干香菇的外围向中心区域转移。香菇复水过程的复原率和复水比显著增加,复水后香菇的L*、硬度以及咀嚼度都没有显著差异。本实验的缓苏干燥处理相较于连续干燥,其干燥速率与干香菇品质并没有显著提高。(3)利用LF-NMR及MRI技术测定香菇在4 C贮藏过程中的横向弛豫图谱和质子密度成像,结果表明:在贮藏过程中结合水(T)和不易移动水(T)向长弛豫方向迁移,自由水(T)向短弛豫方向迁移,在贮藏后期逐渐消失,移动到细胞质中。MRI测定香菇内部的水分在逐渐减少,香菇菌柄部分的水分流失较快。质构(硬度、粘聚性、弹性、咀嚼度)、L*值、水分含量、pH值和可溶性固形物含量在贮藏过程中显著减少,失重率在贮藏期间显著增加。同时,LF-NMR衰减数据结合主成分分析(PCA)能够较好地区分出不同贮藏时间的香菇,LF-NMR衰减数据结合香菇贮藏期间的品质指标建立偏最小二乘法(PLS)预测模型,LF-NMR弛豫数据与香菇贮藏期间的水分含量、失重率、硬度和咀嚼度之间存在良好的相关性,表明低场核磁共振技术结合PLS分析在香菇贮藏方面具有良好前景。