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在大豆品質(zhì)育種和分析工作中,脂肪含量是其中重要的指標(biāo)。索氏提取法測(cè)定脂肪含量作為國(guó)家頒布的標(biāo)準(zhǔn)方法,盡管其精確性較高,但過程繁瑣,待測(cè)的籽粒樣品要粉碎,無法再產(chǎn)生后代,因此,發(fā)展快速無損檢測(cè)技術(shù)是提高脂肪含量檢測(cè)效率和加速品質(zhì)育種的重要途徑。近年來,利用近紅外光譜分析法測(cè)定作物籽粒脂肪含量的技術(shù)已廣泛應(yīng)用于油菜、小麥,大豆等多種農(nóng)作物的品質(zhì)分析中小乜;核磁共振技術(shù)也逐漸成為測(cè)定油料種子脂肪含量的重要方法。這3種方法由于各自獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在大豆脂肪含量測(cè)定中均得到了不同程度的應(yīng)用。但是在馬愛萍的等人的研究中,他們分別用索氏提取法、核磁共振儀及近紅外谷物分析儀測(cè)定了5種國(guó)產(chǎn)大豆種子的脂肪含量,并對(duì)3種方法的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了分析比較。結(jié)果表明;核磁共振法測(cè)定的結(jié)果與索氏提取法更接近,偏差均小于0.95個(gè)百分點(diǎn),**偏差*為-0.02個(gè)百分點(diǎn);而近紅外光譜法與索氏提取法的偏差較大。
與傳統(tǒng)方法相比SPINLOCKSLK-200小核磁的優(yōu)勢(shì)也非常明顯:
①分析速度快
油脂和水分——4秒;蛋白質(zhì)——12秒;脂肪酸——20秒
常規(guī)檢測(cè)手段:水分——烘箱干燥法8h;油脂——索式提取法4h;蛋白質(zhì)——?jiǎng)P氏定氮法1h以上;脂肪酸——?dú)庀嗌V法2h
②樣品無損分析
無需前處理,樣品可保留
③測(cè)量精度高
良好的結(jié)果重現(xiàn)性,結(jié)果不受操作人員水平影響,測(cè)量精度優(yōu)于“傳統(tǒng)方法”
④定標(biāo)過程簡(jiǎn)單
⑤綠色分析,無任何耗材
⑥操作簡(jiǎn)單
無經(jīng)驗(yàn)操作人員簡(jiǎn)單培訓(xùn)后即可適用
⑦市面上**可測(cè)脂肪酸含量的NMR設(shè)備
⑧業(yè)內(nèi)**可直接測(cè)量高水分樣品的NMR設(shè)備
核磁共振(NMR)測(cè)量大豆種子脂肪含量的過程是一個(gè)結(jié)合了物理學(xué)和化學(xué)原理的精密分析過程。以下是該方法的詳細(xì)步驟和要點(diǎn):
01基本原理
核磁共振技術(shù)通過檢測(cè)樣品中原子核在磁場(chǎng)中的行為來間接測(cè)量脂肪含量。在大豆種子中,脂肪分子(主要由甘油三酯組成)的氫原子在核磁共振儀的磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生特定的信號(hào),這些信號(hào)的強(qiáng)度和特性與脂肪的含量和性質(zhì)有關(guān)。
02樣品準(zhǔn)備
樣品選取:選擇具有代表性的大豆種子樣品,確保樣品干凈、無雜質(zhì)且干燥。
樣品處理:將大豆種子進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?,如去殼、粉碎等,以便核磁共振儀能夠更好地檢測(cè)其內(nèi)部的脂肪含量。處理過程中需要避免脂肪的損失或污染。如果核磁共振儀有選配單粒種子配件的話也可不做去殼、粉碎處理,直接測(cè)量整粒種子。
03測(cè)量過程
儀器校準(zhǔn):在開始測(cè)量前,對(duì)核磁共振儀進(jìn)行校準(zhǔn),確保儀器處于**工作狀態(tài),以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。
標(biāo)準(zhǔn)曲線制定(可選):為了更準(zhǔn)確地測(cè)量大豆種子的脂肪含量,可以事先制定一條標(biāo)準(zhǔn)曲線。這通常是通過測(cè)量一系列已知脂肪含量的大豆油或其他油脂樣品,并記錄它們對(duì)應(yīng)的核磁信號(hào)強(qiáng)度來完成的。然后,利用這些數(shù)據(jù)繪制出脂肪含量與核磁信號(hào)強(qiáng)度之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
樣品測(cè)定:
將處理好的大豆種子樣品放入核磁共振儀的樣品管中。
設(shè)置合適的測(cè)量參數(shù),如磁場(chǎng)強(qiáng)度、射頻脈沖頻率等。
啟動(dòng)核磁共振儀進(jìn)行測(cè)量,記錄樣品產(chǎn)生的核磁信號(hào)。
對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和分析,提取出與脂肪含量相關(guān)的信息。
04 數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析
信號(hào)解析:利用專業(yè)的軟件或算法對(duì)測(cè)得的核磁信號(hào)進(jìn)行解析,提取出反映脂肪含量的關(guān)鍵參數(shù)(如T2弛豫時(shí)間、信號(hào)強(qiáng)度等)。
含量計(jì)算:如果事先制定了標(biāo)準(zhǔn)曲線,可以直接將測(cè)得的信號(hào)參數(shù)代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程中,計(jì)算出大豆種子的脂肪含量。如果沒有標(biāo)準(zhǔn)曲線,則需要根據(jù)信號(hào)參數(shù)與脂肪含量的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系進(jìn)行估算。
結(jié)果驗(yàn)證:為了驗(yàn)證NMR測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,可以與其他方法(如索氏提取法、近紅外光譜法等)進(jìn)行比較。通常,NMR法與索氏提取法的結(jié)果較為接近,偏差較小。
05注意事項(xiàng)
儀器穩(wěn)定性:確保核磁共振儀在測(cè)量過程中保持穩(wěn)定,避免外界干擾對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
樣品代表性:選取的樣品應(yīng)具有代表性,能夠反映整體大豆種子的脂肪含量水平。
操作規(guī)范:在測(cè)量過程中應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行,避免人為因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
綜上所述,核磁共振技術(shù)通過檢測(cè)大豆種子中脂肪分子的核磁信號(hào)來測(cè)量其脂肪含量,具有快速、準(zhǔn)確、無損等優(yōu)點(diǎn),是大豆品質(zhì)育種和質(zhì)量檢測(cè)中的重要手段之一
此外核磁共振還可用作其他途徑,例如:油/脂肪含量、水分含量、蛋白質(zhì)含量、脂肪酸含量。