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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子的擴散速率越低，即
2、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 Gradient Unit)02 Tesl
3、a/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),90oRFPulse,180oRFPulse,Echo,Time,2,A0(2),脈衝梯度磁場脈衝序列,90oRFPulse,18
4、0oRFPulse,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0.99 3.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,
