米乐m6官方网站 一种测量油酸含量的方法7760_7789||

米乐m6官方网站（以下简称“AIST”）地圈资源环境研究部地球物理勘探研究组高级首席研究员中岛芳人成功进行了磁共振测量实验，为活牛油酸测量开辟了道路。油酸不仅影响牛肉的风味和口感，而且据说有益于健康，作为提高牛肉附加值的物质在畜牧业中受到关注。当我们对牛脂样品进行磁共振实验时，我们发现牛脂中的质子横向弛豫时间的长度与牛脂中的油酸不同。不饱和脂肪酸的内容有很高的相关性。利用这一点，我们能够根据牛脂的质子横向弛豫时间估算出油酸含量，误差为 22%。通过将这一发现应用于对目前正在开发的磁共振表面扫描仪获取的数据进行分析，我们将能够非破坏性、非侵入性地原位测量活肉牛的不饱和脂肪酸含量。如果利用该测量方法跟踪畜舍肉牛的育肥过程，可用于开发饲养方法，有效提高油酸含量并确定最佳出货时机，这将有助于保持当地品牌牛肉的质量，提高畜牧养殖户的利润。

该技术的详细信息将于 2022 年 9 月 8 日在 JST 新技术简报会上在线公布[1]。

以油酸为代表的不饱和脂肪酸含量，作为在牛脂肪品质方面控制品牌牛肉价值和价格的重要特征，近年来备受关注。然而，目前每次屠宰时分析屠体横截面的方法非常耗时。为了有效地育肥高油酸肉牛并卖出高价，需要一种能够在畜舍中非破坏性和非侵入性地连续测量油酸的方法，从小牛到成年牛在运输前。如果创建这样的设备，就可以为每只动物选择最佳的饲养内容和运输时间，有助于维持品牌牛的质量并增加畜牧农民的利润。

然而，目前还没有无损、非侵入性的测量方法可以准确定量活牛体内油酸等不饱和脂肪酸的含量。例如，近红外光谱通常用于暴露的肉，例如屠体的腰部，但很难量化活牛体毛和皮肤深处的皮下脂肪或大理石纹肉的油酸含量。

为了解决这个问题，我们正在开发一种便携式磁共振表面扫描仪，可以在不伤害活牛的情况下测量畜舍中油酸等不饱和脂肪酸的含量。请参阅上面的插图作为图像。得益于特殊设计的一侧开放的磁铁，可以通过活牛的毛发和皮肤，无损、非侵入地检查距体表1-3厘米深处的脂肪质量。使用这种扫描仪，可以在十秒到几分钟内对单个区域进行测量，并且不需要镇静剂或麻醉剂。此外，超声波回波法不同，无需剃毛或涂抹凝胶，并且奶牛承受的压力较小。最初，我们开发了这种磁共振扫描仪作为测量肉牛大理石花纹程度或脂肪量的设备[2,3]。在这项研究中，我们开发了一种使用相同设备测量脂肪酸成分的新方法，这对于确定牛肉的质量非常重要。

开发这款扫描仪的理念是油酸等不饱和脂肪酸的熔点低于饱和脂肪酸。原来我们研究部门利用磁共振现象对地下油田进行评价，发现石油分子熔点越低，质子横向弛豫时间越长。如果我们能够证实石油分子的磁共振性质也适用于牛脂，我们就可以将牛脂的质子横向弛豫时间换算成油酸等不饱和脂肪酸的含量。通过使用上述磁体，将可以以非破坏性和非侵入性的方式扫描活牛体表附近的不饱和脂肪酸含量。

要定量判断牛脂的品质，重要的是要确认不饱和脂肪酸含量与质子横向弛豫时间之间的正相关性。为了证实这一点，我们进行了如下磁共振实验。将在零售店购买的12个国内外牛肉脂肪样品分别装入样品管中，测量40°C（即牛的体温）下的质子横向弛豫时间（T2）。为了精确控制温度，我们使用传统的磁共振装置而不是单侧开放式装置来测量质子横向弛豫过程。此外，与磁共振实验同时进行，气相色谱法定量分析牛油样品中油酸含量、总不饱和脂肪酸含量和单不饱和脂肪酸含量（占总脂肪酸的重量百分比）。

图1显示了质子横向弛豫波形衰减的两个典型示例，图2显示了12个综合结果。图 1 中的原始波形数据表明，油酸含量高的牛脂具有较长的质子横向弛豫信号衰减时间常数 (T2)。此外，从图2所示的总体结果来看，证实了质子横向弛豫时间与油酸含量之间存在很强的正相关性。虽然省略了附图，但也确认了质子横向弛豫时间与总不饱和脂肪酸含量之间以及质子横向弛豫时间与单不饱和脂肪酸含量之间良好的相关性。通过这种方式，我们能够将质子横向弛豫时间（磁共振衍生的物理量）与牛脂油酸含量、总不饱和脂肪酸含量和单不饱和脂肪酸含量的生化量联系起来。

图3显示了使用图2中的校准曲线通过磁共振法测量油酸含量的准确度。根据图3，该方法的测量误差为22%，与近红外光谱法在牛胴体裸腰横截面上测量油酸的测量误差大致相同。虽然图中省略，但用该方法测定总不饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸含量的精度也很好。这样，利用质子横向弛豫时间非破坏性和非侵入性地测量活肉牛中不饱和脂肪酸（包括油酸）的含量成为可能。

我们还在致力于一侧开放的磁共振表面扫描仪的硬件开发。我们已经完成了一种小型轻量的传感器单元，其探测深度约为1厘米（图4（a）），并成功测量了带鳞蓝鳍金枪鱼块和带皮下脂肪的黑毛日本牛肉的脂肪含量[3]。我们还正在组装一个探测深度约为3厘米的大型传感器（图5（a）），我们相信我们可以用它来测量活牛的大理石花纹牛腩部分（图5（b））。

图1至图3所示的通过测量质子横向弛豫时间来估算油酸含量的方法可以合并到这些硬件中。例如，图4（a）所示的传感器可以测量活牛皮下脂肪中的油酸含量，该皮下脂肪位于距体表约1厘米处（图4（b））。此外，图5（a）所示的传感器可以测量活牛肉的大理石花纹牛腩中的油酸含量（图5（b））。将这些便携式扫描仪应用于牛舍的肉牛育肥，有助于开发饲养方法，使高油酸含量的牛肉能够以更少的饲料快速完成。此外，畜牧农民将能够确定运输具有高油酸含量的生物保证的肉牛的最佳时机。

这样，AIST 正在开发的磁共振表面扫描仪正在发展成为一种可以评估脂肪数量（大理石花纹脂肪含量）和质量（油酸等不饱和脂肪酸含量）的设备。通过这款扫描仪的开发，我们将继续为当地牛的品牌做出贡献，进而提高畜牧农民的利润。

[1] JST新技术简报在线讲座（2022年9月8日）。讲座材料稍后将在以下网址发布。
https://shingijstgojp/磁共振表面扫描仪：旨在测量活牛和隧道。中岛义人
[2] AIST 新闻稿 (2015)。开发了核磁共振扫描仪，可以测量奶牛的大理石花纹状况https://wwwaistgojp/aist_j/new_research/2015/nr20150518/nr20150518html
[3]国际食品特性杂志。 24, 1722-1736 (2021)
https://doiorg/101080/1094291220211999261通过手持式磁共振传感器无损测量新鲜牛肉的肌内脂肪含量。 Nakashima, Y 和 Shiba, N

质子横向弛豫时间

在质子磁共振现象中，核磁化强度（单个氢核磁矩的矢量和）在受到质子共振频率的无线电波激发后趋向热平衡状态。垂直于静磁场矢量的核磁化分量的衰减过程称为横向弛豫，这种指数衰减的时间常数称为横向弛豫时间（T2）。[返回来源]

油酸

一种典型的单不饱和脂肪酸，存在于动物和植物的油脂中。化学式为C₁₈H₃₄O₂。[返回来源]

磁共振

一种称为磁共振（缩写为 MR）的光谱学。又称核磁共振或核磁共振（缩写为NMR）。使用与共振频率相对应的无线电波（高频磁场）来测量放置在静磁场中的原子核自旋的进动。在这项研究中，我们正在测量脂肪分子中所含的氢原子（质子）原子核。[返回来源]

磁共振表面扫描仪

一种磁共振测量装置，其特征在于磁体一侧开口。例如，在典型的磁共振测量装置中，将样本和高频线圈放置在两个磁体的磁极之间，并测量质子的横向弛豫现象。尽管这种布置可以实现精确测量，但它无法测量无法容纳在磁极之间的大型物体，例如牛。另一方面，单侧开放型是将磁铁的数量减少到一个，并将磁铁的另一侧留为开放空间的装置，即使是大型物体的表面也可以进行无损扫描。下图显示了单侧开放型相对于传统型的优点（概念图），但磁铁和高频线圈的实际照片请参考图5（a）。[返回来源]

非破坏性、非侵入性、原位测量

无损测量是指不损坏测量目标（在本例中为活牛）的测量。非侵入性测量是指不涉及将仪器插入皮肤或开口（例如被测量的活牛的嘴）的测量。现场测量是在现场（在本例中是在牲畜棚中）而不是在实验室中进行的测量（测量系统必须小型且便携）。[返回来源]

不饱和脂肪酸

构成脂肪分子的脂肪酸中，碳原子间含有1个或多个双键或三键，熔点通常较低。不饱和脂肪酸中，只有一个双键或三键的称为单不饱和脂肪酸（如油酸、棕榈油酸），具有两个或两个以上的称为多不饱和脂肪酸（如亚油酸）。一价和多不饱和脂肪酸的总和称为总不饱和脂肪酸。此外，所有碳-碳键均为单键的脂肪酸称为饱和脂肪酸，并且通常具有高熔点(例如棕榈酸)。[返回来源]

近红外光谱

一种通过用近红外区域（800至2500 nm）的红外光照射测量目标并测量吸收光谱来估计分子的类型和物理化学状态的光谱。[返回来源]

超声波回波法

一种诊断设备，通过从体表发射超声波并检测在具有不同声阻抗的器官和组织边界反射的超声波（回声）来可视化身体内部。[返回来源]

气相色谱法

使用气体作为目标物质和流动相的色谱法。虽然它不是无损分析，但它是一种高精度分离、纯化和定量物质的标准测量方法。它缩写为气相色谱法。[返回参考源]