Mete Kilercioğlu, Barış Özel, Mecit Halil Öztop Farklı Zeytin Tiplerinin NMR Relaksometre ve Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Teknikleri ile İncelenmesi ODTÜ Mete Kilercioğlu, Barış Özel, Mecit Halil Öztop Middle East Technical University, Department of Food Engineering, Ankara, Turkey, 06800

MRG Tahribatsız, Yüksek Çözünürlük (256x256, 512x512, 1024x1024) 3 boyutlu (Sagital, Koronal ve Transvers )ve çoklu düzlemlerde görüntüleme Nükleus kendi etrafında , nükleus çevresinde bulunan elektronlar hem kendi hem de nükleus çevresinde döner. Bu dönüşleri manyetizma oluşturur. Bu manyetizmaya «Nükleer Manyetizma» denir. Her molekül NMR aktif değildir. Gıdalarda Hidrojen İzotopu (H1) yağ ve su yapılarında bolca bulunduğundan MRG en çok tercih edilen atomdur.

MRG Gıdalarda Hidrojen İzotopu (H1) (tüm atomların %80’ni) yağ ve su yapılarında bolca bulunduğundan MRG en çok tercih edilen atomdur.

Spinler Manyetik Alan Uygulanmadığında Spinler Manyetik Alan Uygulandığında Spinler

NMR Zaman Sabitleri Sinyal T2 ( Transvers Relaksasyon ): X-Y düzlemindeki manyetik vektörün zaman ile azalmasını ve kaybolma zamanını gösteren zaman sabitidir. Numunedeki protonların dağılımı ve numunenin mikro yapısı ile ilişkilendirilir. T1 ( Longitudinal Relaksasyon ): Z düzlemindeki başlangıç manyetizasyonunun geri kazanımını ifade eden zaman sabitidir. Numunedeki toplam proton sayısı ve nem içeriği ile doğrudan ilişkilendirebilir. MRG deneylerinde relaksasyon zaman sabitlerinin bilinmesi MR görüntülerinde kontras yaratmak için kullanılır. Sinyal

T2 Zaman Sabitinin Ölçülmesi : CPMG Puls Sekansı

Transverse Rahatlama Zamani (T2) Rahatlama Zamanı Spektrumu CPMG Eğrisi Rahatlama Zamanı Spektrumu Non negative Least Square (NNLS) Ters Laplas M0 Zaman (ms) Log (T2)

T1 Zaman Sabitinin Ölçülmesi : Saturation Recovery Sinyal %63 T1 Zaman

Zamansal Alan NMR Deneyleri Gıdalarda yağ ve su içeriğinin tespiti için kullanılır.

Manyetik Rezonans Görüntüleme MRG de farklı olarak gradiyentlerin kullanılması lokasyonel sinyal dağılımı bilgisi verir. Bu sinyallerin işlenmesi sonucunda görüntü elde edilir. Gradyentler RF sargısının içindeki manyetik alanı değiştirerek spinlerin farklı frekanslarda salınmasına sebep olur, bu da numunenin farklı noktalarından farklı sinyallerin eldesini sağlar. MRG de görüntü elde edebilmek için farklı sekanslar kullanılır. Numunelerin T1 ve T2 değerlerine göre farklı kontrslar elde edilebilir. Spin Eko, Gradiyent Eko sekansları gıdaların görüntülenmesinde sık kullanılan sekanslardır. Bu sekanslar ile numunedeki yağ ve su sinyalleri öldürülerek yağın ve suyun dağılımını gösteren görüntüler elde etmek mümkündür. Spin Eko ve GRE sekanslarını kullanarak görüntüdeki her pixel için T1 ve T2 değerleri de hesaplanabilir ve T1 , T2 haritaları elde edilebilir.

Çalışmanın Amacı Bu çalışmadam amaç farklı zeytin tiplerinin; NMR Relaksoemetre ve MRG teknikleri kullanarak karakterize etmek, Su ve Yağ içerikleri hakkında bilgi almak . NMR ve MRG tekniklerinin zeytinin kalite kontrolünde kullanılma olanaklarını araştırmaktır.

Materyal ve Yöntem 4 farklı zeytin çeşidi kullanıldı. Yeşil Ayvalık, Siyah Light, Siyah Mega ve Siyah Sele. 0.32 T sistemde, kalibrasyon doğrusu zeytin yağı ile hazırlandı. Kalibrasyon doğrusu hazırlandıktan sonra, T1 ve T2 değerlerini bulmak için CPMG ve Saturation Recovery; Yağ oranını bulmak için FID Spin Eko sekansları kullanıldı T2 ve T1 için ekponansiyel eğrileri MATLAB yazılımı ile monoeksponansiyel eğri denklemlerine uygulandı. FID Spin Eko denyeleri düşük nem gerektirdiğinden , numunelere ölçüm öncesinde 105 C etüvde kurutuldu. NMR denylerinin doğruluğunu değerlendirmek için, bir çeşit zeytin, ‘Siyah Sele’nin yağ içeriği , Soklet ekstraksiyon yöntemi ile de belirlendi. MR Görüntüleme deneyleri , 3 T sistemde Bilkent, UMRAM ‘da yapıldı. İşte fındık resmi falan güzel olur

Kullanılan MRG Sistemleri SpinTrack Masa Tipi NMR Sistemi , 0.50 T (13.52 Mhz) (ODTÜ, Gıda Mühendisliği) Düşük rezolüsyonlu Siemens MAGNETOM Trio 3 T (123.4 Mhz ) (Bilkent, UMRAM) Klinik tipi MR sistemi , yüksek rezolüsyonlu

T2 Deneyleri Kullanılan parametereler : Eko zamanı : 1 ms T2 CPMG: Monoeksponansiyel T2 CPMG: Bieksponansiyel T2 Deneyleri Deney verileri Deney verileri Büyüklük(a/u) Teorik fit Büyüklük(a/u) Teorik fit Kullanılan parametereler : Eko zamanı : 1 ms Eko Sayısı : 400 Ortalama : 32 Zaman(ms) Zaman(ms)

T1 Deneyleri Kullanılan parametereler : Eko zamanı : 1 ms T1 Saturation Recovery: Monoeksponansiyel T1 Saturation Recovery: Bieksponansiyel T1 Deneyleri Büyüklük(a/u) Kullanılan parametereler : Eko zamanı : 1 ms Eko Sayısı : 400 Ortalama : 32 Deney verileri Deney verileri Teorik fit Teorik fit Zaman(ms) Zaman(ms)

T1 ve T2 Grafikleri Ayvalık Mega

Sonuçlar En yüksek T1 ve T2 değerleri Ayvalık Zeytini, en düşük değerler Sele Zeytini için gözlemlenmiştir. Sele zeytinin yüksek tuz içeriği, düşük relaksasyon zamanları ile doğrudan ilişkiedirebilir. Çünkü suyun zaman sabitleri üzerindeki azaltıcı etkisi bilinmektedir. Zeytin tiplerinin ayırt edilmesinde T1 değerlerinin daha belirleyici olduğu görülmüştür. Zeytindeki sellülozik yapısından dolayı zeytindeki suyun bağıl hâlde olması suyun relaksasyon zamanını düşürmüş, bu da zeytinlerdeki yağ ile suyun relaksasyon zamanlarını birbirine yakınlaşmasına sbebep olmuştur. Ancak, bu durum T1 değerlerini daha az etkilemiş zeytinlerin birbirinden ayırt edilmesinde T1 değerlerini daha belirleyici bir ölçüt yapmıştır. FID Spin Eko deneyleri sonucunda, hesaplanan değerleri soklet yöntemi ile yapılan yağ ölçüm deneyleri ile karşılaştırılmış ve düşük rezolüsyonlu sistemlerin zeytinlerin yağ içeriğini ölçmede kullanabileceği görülmüştür. MRG deneyleri sonucunda elde elide su ve yağ baskılanmış görüntüler, zeytinlerdeki su ve yağ dağılımını göstermiş ve elde edilen görüntüler relaksasyon zamanları ile parallel bulunmuştur.

Sonuçlar

MRG Deneyleri Su Baskılama Sekansı Yağ Baskılama Sekansı Siyah Mega Siyah Light Yeşil Ayvalık Siyah Sele Siyah Mega Siyah Light Yeşil Ayvalık Siyah Sele Su Baskılama Sekansı Yağ Baskılama Sekansı

MRG Deneyleri

Teşekkürler