目前低场核磁共振技术在肉品领域的应用还多局限于对样品的定性分析，在定量检测方面如样品中水分的定量检测还相对较少。利用低场核磁共振技术所获得的峰积分面积与样品中所包含的氢质子数有关。因此，可将峰面积的变化应用于样品中水分含量的定量检测。渤海大学食品科学与工程学院、辽宁省食品安全重点实验室以及生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心的盖圣美、张中会和刘登勇*等人的实验具体内容如下：1）利用低场核磁共振技术，研究注射不同比例去离子水对猪肉内部水分子弛豫特性的影响；2）探索水分含量与低场核磁共振技术水分子弛豫特性的关系，通过建立相关表达式，对未知样品中的水分作出预测；3）对不同预测模型的预测结果进行评价，确定最优预测模型，并分析可能对预测结果产生影响的因素。
注水猪肉有效注水量、水分含量
结果显示，有效注水量的变化率随实际注水量的增加有所减小，当实际注水量分别20%、25%时，有效注水量不再发生显着性变化（P＜0.05）。这说明当注水量小于20%时，肉块对外来水分的吸附速率比较高，随着注水比例进一步增加，肉块吸附水的速率下降。25%组的有效注水量和20%组相比，虽然统计差异不显着，但是仍然呈增加的趋势。正常猪肉的平均水分质量分数为74.97%，注水后猪肉的平均水分质量分数在76.98%～79.25%之间，均明显高于正常猪肉（P＜0.05）。
注射去离子水对猪肉水分子弛豫图谱的影响
如图1所示，通过测量不同比例注水猪肉水分子的横向弛豫时间发现，注水猪肉水分子横向弛豫图谱上存在4 个明显的水分群。图中4 个峰从左到右依次代表紧密结合水（T2b）、结合水（T2b’）、不易流动水（T21）、自由水（T22）。结果表明，与正常猪肉相比，注水猪肉不易流动水、自由水对应峰变化比较明显。其中，不易流动水的弛豫时间无显着变化（P＞0.05），而峰面积比显着减小（P＜0.05），自由水的弛豫时间、峰面积比均显着增加（P＜0.05）。
低场核磁共振技术结合化学计量学方法预测猪肉中的水分含量
图1可以直观地反映注水猪肉中水分子的存在形式及分布状态，但还不能根据弛豫图谱对样品中的水分进行定量分析。可通过建立峰面积与水分含量关系模型对猪肉中的水分含量定量分析。通过采集不同质量去离子水的核磁信号，可得到去离子水质量与峰面积的关系。随着去离子水质量的增加，峰面积也随之增大。对峰面积（Y）与去离子水质量（X）进行线性拟合，得到回归方程E0：Y=14 084X+148.8，rc=1，可知去离子水质量与峰面积具有较好的拟合性，说明利用低场核磁共振技术定量检测样品中的水分具有一定的可行性。
3.1 利用LR模型预测猪肉中的水分含量
分别选取猪肉样品中水分子的总峰面积、不易流动水和自由水峰面积之和代入回归方程E0中，得到猪肉中水分含量的预测值y1、y2，水分含量的真实值x通过干燥法获得。预测值y1、y2与真实水分含量x的关系显示，基于总峰面积预测得到的猪肉水分含量与真实水分含量相关系数rp为0.31，而基于不易流动水和自由水峰面积预测水分含量与真实水分含量相关系数rp为0.45，且后者相对于前者有较小的RMSEp值。由此可知，通过不易流动水和自由水峰面积预测猪肉中的水分含量可得到相对较好的预测结果。
3.2 利用PLSR、MLR模型预测猪肉中的水分含量
通过LR模型对猪肉样品中的水分含量进行预测发现，RMSEp值最小可以达到1.79%，而相关系数rp值最高仅为0.45，可见猪肉水分含量预测模型需经进一步的改进。PLSR、MLR预测模型是比较常见的多元数据分析方法，其预测精度会随着相关变量和观察值的增加而提高。本实验在LR模型的基础之上，通过PLSR、MLR建模的方法对注水猪肉中的水分进行定量检测。
结果显示，PLSR、MLR校正集相关系数rc均在0.95以上，说明真实水分含量与预测水分量有较好的相关性，RMSEc值均在0.5%以下，说明模型有较高的预测精度。PLSR、MLR验证集结果表明，真实水分含量与预测水分含量相关系数rp均在0.85以上，RMSEp值均不超过0.60%，这说明低场核磁结合PLSR、MLR模型可以准确地预测注水猪肉中的水分含量。进一步比较PLSR、MLR模型发现，无论是校准集还是验证集，MLR模型都有更高的r和更小的RMSE，这说明MLR模型有相对较好的预测效果。
综上所述，LR模型相对于PLSR、MLR而言，建模过程简单，但预测精度偏低。PLSR、MLR模型虽然需要采集一部分样品的信息作为训练样本，但预测精度相比LR模型有很大提高。进一步比较PLSR、MLR模型发现，MLR模型的预测结果较好。
结 论
本研究表明，通过多组分弛豫图谱可以直观地反映正常猪肉、注水猪肉中水分分布的差异，而通过建立回归预测模型则可对猪肉中的水分做定量检测。统计结果表明，注水后不易流动水峰面积比（P21）显着减小，自由水弛豫时间（T22）、峰面积比（P22）显着增加（P＜0.05）。基于水分质量与峰面积关系所建立的LR模型（rc=1）对猪肉中的水分含量做了定量检测，得到rp为0.31，RMSEp为4.02%，优化后rp为0.45，RMSEp为1.79%。在此基础上建立了PLSR、MLR预测模型，结果发现其对水分含量预测精度比LR模型明显提高，而通过比较PLSR、MLR两种预测模型发现，MLR预测模型相对于PLSR模型有更好的预测结果（rp为0.90，RMSEp为0.57%）。综上所述，低场核磁共振技术结合化学计量学可作为注水猪肉定性、定量检测的一种有效方法。
