背景

凝膠糖果是一種口感軟糯豐富的糖果，通常以淀粉糖漿為主要原料，通過(guò)在制作過(guò)程中加入明膠或者其他凝膠物質(zhì)來(lái)獲得獨(dú)特的口感。常見(jiàn)的凝膠糖果種類(lèi)有：橡皮糖（gummy candy）、果汁軟糖（fruit jelly）、果凍（jelly）等。2021年，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局發(fā)布了《保健食品備案產(chǎn)品劑型及技術(shù)要求（2021年版）》^[1]（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“備案劑型”），正式將粉劑、凝膠糖果納入保健食品備案劑型，自此，凝膠糖果也得到了功能性食品的形態(tài)加持。

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在凝膠糖果中的經(jīng)典應(yīng)用

低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）技術(shù)作為綠色無(wú)損的評(píng)價(jià)手段，可連續(xù)、快速對(duì)樣品進(jìn)行無(wú)損分析，在食品行業(yè)中應(yīng)用廣泛，為凝膠糖果的質(zhì)量和安全提供了重要的分析手段。例如，通過(guò)測(cè)定凝膠糖果的馳豫時(shí)間變化以及質(zhì)子密度成像^[2]，解釋樣品中水分的分布狀態(tài)和變化規(guī)律，不同烘干時(shí)間對(duì)水分狀態(tài)的影響；或者，用來(lái)對(duì)凝膠糖果樣品進(jìn)行Tg（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）測(cè)定，以及用來(lái)分析不同小分子糖對(duì)模擬體系吸濕性的影響^[3]。

凝膠糖果的結(jié)晶性

《中國(guó)藥典》中提到固態(tài)物質(zhì)由于內(nèi)部的分子排列規(guī)律不同可分為晶質(zhì)晶態(tài)（晶體或稱(chēng)結(jié)晶體）和非晶質(zhì)態(tài)（無(wú)定型）兩大類(lèi)。固態(tài)物質(zhì)的結(jié)晶性檢查可釆用粉末X射線衍射法等方法^[4]。事實(shí)上，凝膠糖果的結(jié)晶性遠(yuǎn)比藥物復(fù)雜，原料藥結(jié)晶性?xún)A向于絕對(duì)安全，例如一致性評(píng)價(jià)；而凝膠糖果在質(zhì)量要求上，追求口感和風(fēng)味，更傾向于定性分析和過(guò)程研究。在凝膠糖果的研發(fā)過(guò)程中，不需要計(jì)算確切的結(jié)晶度值，而是對(duì)樣品進(jìn)行比較，以顯示由不同糖漿樣品制備的樣品是否具有不同的結(jié)晶度^[5]。如果使用復(fù)雜樣品前處理的XRD方法，這樣花費(fèi)大量時(shí)間計(jì)算每一種結(jié)晶度的方法是不可行的。

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)用于凝膠糖果的結(jié)晶性

在材料領(lǐng)域的聚合物結(jié)晶度檢查中，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)已經(jīng)有成熟應(yīng)用。MSE序列是研究聚合物遷移率和結(jié)晶過(guò)程的一種常用序列，但在食品領(lǐng)域并不常見(jiàn)。它通過(guò)重新聚焦自由感應(yīng)衰減 （FID） 的初始部分來(lái)防止死時(shí)間信號(hào)采集缺失，而且不需要使用校正因子，可以直接采集固體樣品的信號(hào)^[5]。

借鑒MSE序列，使用低場(chǎng)核磁設(shè)備對(duì)不同凝膠糖果進(jìn)行結(jié)晶性檢查，研究對(duì)XRD方法的替代性。首先建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。使用干燥蔗糖（假設(shè)為純結(jié)晶）和凍干蔗糖（假設(shè)為純無(wú)定形）以及它們不同比例的混合物，通過(guò)建立一個(gè)校準(zhǔn)曲線，建立M2值（二階矩）與結(jié)晶度的線性關(guān)系，根據(jù)結(jié)果顯示，M2值和結(jié)晶度信號(hào)呈高度相關(guān)性，SE(R²=0.995)和MSE(R²=0.994) ^[6]。其次，根據(jù)與XRD數(shù)據(jù)的比較，有中等偏強(qiáng)的相關(guān)性（r=0.67, p<0.05）^[7]，可以有效進(jìn)行定性判斷。

總結(jié)

對(duì)于結(jié)晶性評(píng)價(jià)中的結(jié)晶度測(cè)量，良好的相關(guān)性結(jié)果清楚地表明，使用MSE序列的方法更省時(shí)省力。同時(shí)，這樣跨領(lǐng)域研究的方法，也會(huì)因?yàn)榈蛨?chǎng)核磁技術(shù)的不斷普及而越來(lái)越受歡迎。

如您對(duì)以上應(yīng)用感興趣，歡迎咨詢(xún)：15618820062 

參考資料

[1]?市場(chǎng)監(jiān)管總局關(guān)于發(fā)布《保健食品備案產(chǎn)品可用輔料及其使用規(guī)定（2021年版）》和《保健食品備案產(chǎn)品劑型及技術(shù)要求（2021年版）》的公告，2021-1613802189653.

[2] 孫雯,閻佳楠,來(lái)斌,等.負(fù)載褪黑素和枸杞粉的凝膠糖果的研制及特性研究[J].食品工業(yè)科技,2023,44(22):201-209.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2023020137.

[3] 李卓豪,畢金峰,易建勇,等.真空冷凍干燥果膠-纖維素-小分子糖氣凝膠質(zhì)構(gòu)研究[J].核農(nóng)學(xué)報(bào),2022,36(09):1805-1814.

[4] 中華人民共和國(guó)藥典2020年版四部 通則0981結(jié)晶性檢查法.

[5] Uguz, S.S.; Ozel, B.; Grunin, L.; Ozvural, E.B.; Oztop, M.H. Non-Conventional Time Domain (TD)-NMR Approaches for Food Quality: Case of Gelatin-Based Candies as a Model Food. Molecules 2022, 27, 6745.

[6] Grunin L, Oztop MH, Guner S, Baltaci SF. Exploring the crystallinity of different powder sugars through solid echo and magic sandwich echo sequences. Magn Reson Chem. 2019; 57: 607–615.

[7] Pocan P, Grunin L, Oztop MH. Effect of Different Syrup Types on Turkish Delights (Lokum): A TD-NMR Relaxometry Study. ACS Food Sci Technol. 2022 Dec 16;2(12):1819-1831.