NMR Obrazowanie Spektroskopia wysokiej zdolności rozdzielczej Niskopolowy magnetyczny rezonans jądrowy - relaksometria
Obrazowanie Magnetyzacja w wybranej objętości (wokselu): -gęstość spinów -czas relaksacji -przesunięcie chemiczne
Struktura wewnętrzna obserwowana w rzodkiewce pomidorze
Obraz rozkładu wody w szynce
Spektroskopia wysokiej zdolności rozdzielczej Przesunięcie chemiczne grup funkcyjnych oraz stosunki powierzchni sygnałów To podstawa identyfikacji grup funkcyjnych w molekułach
Jednowymiarowe widmo protonowe ester sigmasterolu 18:1 400 MHz
Widmo etanolu 60 MHz
Widmo wody 60 MHz
Widmo 40% wodnego roztworu etanolu
Wykorzystanie metody niskopolowego NMR w badaniach składników żywności.
Makroskopowe parametry czasy relaksacji Mikroskopowy parametr czas korelacji Szybkość relaksacji spin-sieć R 1 = 1 T 1 = 6 20 μ 0 2 16π 2 γ 4 ħ 2 r 0 6 τ c 1 + πτ c 2 + 4τ c 1 + 2πτ c 2 R 2 = 1 T 2 = 3 20 Szybkość relaksacji spin-spin μ 0 2 16π 2 γ 4 ħ 2 r 0 6 3τ c + 5τ c 1 + πτ c 2 + 2τ c 1 + 2πτ c 2
Prod. mięsne, żele, jogurty, miody, dżemy
Ciecze badane metodą niskopolowego NMR T 1 T 2 = 3 4 π2 τ c 2 τ c = η 4πr3 3kT
Pomiary temperaturowe dla wody -18,8 ln ( c ) -19,0-19,2 τ c = τ 0 e E A RT -19,4-19,6-19,8-20,0 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 1000/T (K -1 )
Zmiany czasu relaksacji spin-sieć w hydratowanych chrupkach 100 T 1 (ms) 80 60 40 20 0 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 16_135_16 Hanna Maria Baranowska 16_175_16 KATEDRA mw/ms (g/g)
80 T 1 (ms) 60 40 20 0 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 20_135_20 20_175_20 mw/ms (g/g)
Ciałostałowe układy spożywcze T = 10 o C Tłuszcz T = 40 o C
aw = 0,0895 Chrupki aw = 0,8796
Kleikowanie żeli skrobiowych 5% ziemniaczana owsiana T 1 ( ms) T 2 (ms) 8000 7000 6000 5000 4000 3000 T1 (ms) T2 (ms) 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 20 40 60 80 100 T (o C) 2000 1000 0 20 40 60 80 100 T ( o C)
Zmiany dynamiki molekularnej wody w żelach białek miofibrylarnych z dodatkiem preparatu transglutaminazy
Czasy relaksacji w produktach mięsnych 600 T1 (ms) 580 560 540 520 Zmiany wiązania wody w mięśniach w zależności od zastosowanej techniki rozmrażania 500 S M P U K wariant 50 T21 (ms) 45 40 120 T22 (ms) 100 35 30 25 20 S M P U K wariant 80 60 40 S M P U K wariant
Zmiany długiej składowej czasu relaksacji spin-spin w funkcji zawartości wody wolnej w mięśniach po nastrzyku
Zmiany wartości czasów relaksacji spin-sieć w zależności od ogólnej zawartości wody w mięśniach po nastrzyku 1600 1400 1200 T1 (ms) 1000 800 600 400 76 78 80 82 84 86 88 90 92 Wo (%)
Zależność czasów relaksacji od stosunku zawartości wody do białka w farszach wędlin drobno rozdrobnionych T 1 (ms) 300 250 200 100 T 21 (ms) 50 0 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 W/P
PODSUMOWANIE Niskopolowy NMR jest alternatywną metodą pozwalającą na analizę parametrów determinujących wiązanie wody w produktach spożywczych i składnikach żywności. Jako nieinwazyjna i nieniszcząca metoda pozwala na obserwację tej samej próby w długim czasie. Zaletą stosowania tej metody jest niski koszt oraz niewymagające specjalnego wyposażenia laboratorium.
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ