1、脈衝式低解析度核磁共振儀 對水果糖度量測之應用,國立台灣大學生物產業機電工程學系郭彥甫 林達德,目 錄,一. 前言 二. 實驗材料與方法 三. 結果與討論 四. 結論,一、前 言,果汁口感為水果分級之重要指標 水果果汁中可溶固形物 (Soluble Solids Content, SSC)的主要成分為糖、酸、礦物質、果膠、蛋白質等。對大部分的水果而言，最主要的成份為糖。,資料來源：行政院衛生署台灣地區食品營養成份資料庫,每百克柳橙、葡萄中主要成份含量,柳橙、葡萄中果糖、蔗糖、葡萄糖含量,資料來源：台大農化系 劉慧瑛老師,果汁中可溶固形物的量越多表示糖的含量越多 果汁中可溶固形物越多則果汁中水分
2、子的擴散速率越低，即其自我擴散系數(Self-Diffusion Coefficient,Dw)越小 利用量測果汁的自我擴散係數預測果汁中糖的含量,二、實 驗 材 料,1.糖類水溶液：果糖、蔗糖、葡萄糖 以化學藥品取適當重量百分濃度配成 2.市售果汁：葡萄汁、柳橙汁 先經過離心(2000rpm, 10min)與過濾(1號濾紙, 10m)利用冷凍將果汁濃縮，再加入蒸餾水取 適當濃度間隔配成 3.新鮮水果：葡萄、柳橙 以單粒為單位，經離心過濾步驟而得,實 驗 方 法,實驗儀器 脈衝式核磁共振儀(Pulsed NMR)20MHz, 0.47Tesla, Magnet 40 脈衝梯度單元(Pulsed
3、 Gradient Unit)02 Tesla/m 水浴循環機(Water Bath)溫度控制 1080 熱電偶(Thermal Couple),Probe,PFG-NMR 系統架構圖,脈衝梯度磁場核磁共振技術,其中A(2) 脈衝梯度磁場在2時的迴響強度A0(2) 自旋迴響在2時的迴響強度 迴轉磁率(gyromagnetic ratio) 脈衝梯度磁場大小(T/m) 脈衝梯度磁場時間長度(s) 兩脈衝梯度磁場間的時間間隔(s) 自我擴散係數(m2/s),Stejskal, 1965,自旋迴響脈衝序列(Spin-Echo),90oRF Pulse,180oRF Pulse,Echo,Time,2
4、 ,A0(2),脈衝梯度磁場脈衝序列,90oRF Pulse,180oRF Pulse,Echo,Time,G,G,A(2),三、結 果 與 討 論,50,40,30,20,10,0,果糖水溶液,50,40,30,20,10,0,柳橙果汁,假設溶液的糖度(oBrix)為溫度()及自我擴散係數(109 /s)之函數。由於糖度與擴散係數成線性關係可假設：,糖度經驗方程式,其中(T)、(T)分別為線性回歸之斜率與截距。再利用兩次非線性回歸求出、 與溫度之關係，因此可得：,或,、為常數,利用TableCurve 3D進行非線性曲面迴 歸，並以下列原則選取方程式：1.方程式要有廣泛性，對五種樣本皆適用2.對五種樣本的R2均要大於0.993.方程式係數越少越好,糖度迴歸曲面方程式,其中、為常數,糖度迴歸曲面方程式立體圖,兩種糖度方程式平均誤差之比較,三種預測水果糖度方式之比較,四、結 論,1.對溶液中大部分可溶固形物是糖的果汁及糖水溶液，同溫下糖度與擴散係數的關係有一致性。 2.斜率及截距隨溫度的變化可利用來建立糖度經驗方程式來測量糖度，並有助於提升糖度預測之精確度及實用性。 3.利用TableCurve 3D迴歸出糖度迴歸曲面方程式可獲得較高之適用性，平均絕對誤差皆小於0.5 oBrix，為預測糖度之較佳方式。,謝謝 謝謝,
