食品的玻璃化转变是影响食品品质和稳定性的关键因素，准确的测量食品的玻璃化转变温度对改进食品的加工贮藏条件，提高食品稳定性，延长其货架期非常重要。
核磁共振技术(NMR)作为一种先进的分析测量工具，克服了DMA、DMTA等方法只能测定非粉状的均相食品的玻璃化转变温度的缺点，核磁法可以快速、实时、全方位、定量的研究样品，并对样品不具有破坏性，灵敏度高，在研究食品的玻璃态转变和测定Tg中得到了较好的应用。
核磁共振技术(NMR)是一种通过测定活性原子核的弛豫特性来描述分子运动特性的技术。用核磁共振测定玻璃化转变温度是基于弛豫时间(T1、T2)可以衡量玻璃化转变时分子链段运动的急剧变化。
玻璃态
无定形聚合物在较低的温度下，分子热运动能量很低，只有较小的运动单元如侧基、支链和链节能够运动，而分子链和链段均处于被冻结状态，这时的聚合物所表现出来的力学性质和玻璃相似，故称这种状态为玻璃态(glassy-state)。
玻璃化转变
玻璃化转变是无定型聚合物在经受热过程或加入增塑剂如水后产生的一种物理变化，随着温度的降低，聚合物从橡胶态向玻璃态转变，转变点对应的温度即玻璃化转变温度，用Tg表示。
Tg是十分重要的物理化学参数，它能决定食品体系的质量、安全性和稳定性。在玻璃态转变温度之下，聚合物处于一种刚性的状态，内部具有很高的黏度，分子迁移和扩散微弱，此时造成食品品质变化相关化学反应的反应速率大大降低，甚至不发生反应。当温度升高到玻璃态转变温度以上时，聚合物软化或转变为橡胶态，体系黏度降低而分子迁移增加，这种情况下食品体系容易发生腐败变质。所以，测得食品体系的Tg值，将食品在低于Tg的条件下保藏，可以最大限度地保存其原有的色、香、味、形等食用品质以及营养成分。
核磁共振法(NMR)测定食品玻璃化转变温度Tg
聚合物由玻璃态转变到橡胶态时，含有质子的基团的运动频率增加，链段运动发生急剧变化，这些变化可由弛豫时间T2来衡量。许多研究人员利用NMR研究碳水化合物和蛋白质的玻璃化转变过程中的自旋-自旋弛豫特性，发现刚性成分的自旋-自旋弛豫时间(T2)与玻璃化转变直接相关。当聚合物处于玻璃态时，T2不随温度而变，表现出刚性晶格的性质，玻璃化转变后，突破刚性晶格的限制，T2随温度升高而增大。绘制T2-温度曲线，T2转折点所对应的温度即玻璃化转变温度Tg。
对于“L”型曲线，T2-温度曲线是由两条近似直线的不同斜率的直线部分组成，这两条直线的交点就是相转变点，所对应的温度即为Tg。对于“U”型曲线，其最低点即为相转变点，所对应温度为Tg。如下图所示：
[参考资料：钱菲, 张锦胜, 金志强,等. 核磁共振技术对食品玻璃化及玻璃化转变温度的研究[J]. 食品科学, 2008.]
其他资料：
15618820062
点击咨询 