紅外光譜在奶制品方面的應(yīng)用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上紅外光譜在奶制品方面的應(yīng)用 班級(jí)：生物1401 姓名：陳嫩 學(xué)號(hào)：摘要：從牛奶的物理結(jié)構(gòu)和組成出發(fā)，分析了牛奶在中紅外、近紅外、FTIR下的光學(xué)特性。測(cè)定了牛奶中脂肪、粗蛋白質(zhì)、真蛋白質(zhì)的含量及三聚氰胺、尿素等雜質(zhì)含量。更迅速、更精準(zhǔn)地判定奶制品品質(zhì)。關(guān)鍵詞：紅外光譜、奶制品、FTIR引言：奶粉中的蛋白、脂肪、水分和糖類含量是決定奶粉質(zhì)量的核心指標(biāo)，也是影響檢測(cè)速度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，奶粉理化檢測(cè)的絕大部分工作量都集中在這些檢測(cè)項(xiàng)目上?？焖贉?zhǔn)確的奶粉質(zhì)量綜合檢測(cè)方法和 儀器的使用，對(duì)提高奶粉質(zhì)榆教率會(huì)很有益處。由于奶粉加工配方、工藝和設(shè)備不同，奶粉的物理特性(顆粒大小、顏色等

2、)和化學(xué)組成差異較大，所以奶粉綜合指標(biāo)檢測(cè)的難度較大，能夠進(jìn)行此類檢測(cè)技術(shù)和儀器也較少。目前運(yùn) 用得比較多的有近紅外檢測(cè)法、紅外光譜法、FTIR。正文：1. 近紅外光譜在奶制品中的應(yīng)用1.1近紅外光譜快速檢測(cè)奶粉乳清粉成分 夏元軍等人在黑龍江密山總廠分別進(jìn)行了近紅外奶粉和乳清粉檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。用50個(gè)2段配方奶粉建立丁2段奶粉的蛋白、脂肪、水分和酸度檢測(cè)曲線然后用此檢測(cè)曲線檢測(cè)2段奶粉，并將儀器檢測(cè)結(jié)果與化學(xué)檢測(cè)結(jié)果逐一核對(duì)。用12個(gè)樣品修正了原有的乳清粉檢測(cè)曲線，然后用近紅外儀器檢測(cè)了剩余的6個(gè)樣品，同時(shí)，隨機(jī)從前12個(gè)樣品中抽出2個(gè)，也用儀器檢測(cè)出結(jié)果，并將儀器檢測(cè)結(jié)果與化學(xué)檢測(cè)結(jié)果逐一核對(duì)?？?/p>

3、得出近紅外檢測(cè)技術(shù)以在1min以內(nèi)迅速檢測(cè)奶粉和乳清粉的蛋白、脂肪、水分等指標(biāo)，其誤差和精度可達(dá)到國(guó)標(biāo)允許的誤差范圍內(nèi)。近紅外儀器可以大量迅速收集樣品的光譜特性，開發(fā)新的檢測(cè)項(xiàng)目。1.2近紅外光譜技術(shù)對(duì)液態(tài)奶制品中乳糖、脂肪、及蛋白質(zhì)的定量檢測(cè)谷月、趙武奇等人用近紅外光譜技術(shù)研究不同定量校正方法和光譜預(yù)處理方法通過(guò)對(duì)不同廠家、不同季節(jié)批次的純牛奶進(jìn)行光譜采集及化學(xué)分析。建立了液態(tài)奶中乳糖、脂肪及蛋白質(zhì)定量分析模型，并對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，為液態(tài)奶制品中乳糖、脂肪及蛋白質(zhì)的無(wú)損和快速檢測(cè)提供一種有效的方法。同時(shí)提出一種可以全面、科學(xué)建立和評(píng)定最優(yōu)模型的分析方法液態(tài)奶制品的近紅外反射光譜圖中，特征吸收波

4、段大約為12001850cm-1，在2001300cm-1高倍頻吸收較弱，該區(qū)域包括C-O、C-N等鍵的伸縮振動(dòng)和P=O等雙鍵的伸縮振動(dòng)吸收。13001850cm-1區(qū)域是由伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的吸收帶，C=C等鍵主要存在于此吸收波段，它是基團(tuán)鑒定工作有價(jià)值的區(qū)域(官能團(tuán)區(qū))，為液態(tài)奶制品中主成分分析提供了豐富的信息。用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法綜合考慮不同預(yù)處理方法和校正方法對(duì)近紅外光譜模型的影響，選出液態(tài)奶制品的最優(yōu)模型，利用最優(yōu)模型對(duì)驗(yàn)證集進(jìn)行預(yù)測(cè)檢測(cè)其適用性。糖、脂肪和蛋白質(zhì)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為412，704，961，相對(duì)分析誤差分別為282，628，272。近紅外光譜分析法可用于液態(tài)奶制品生產(chǎn)中脂肪、

5、乳糖和蛋白質(zhì)質(zhì)量含量的快速、無(wú)損的定量檢測(cè)2. 紅外光譜在奶制品的應(yīng)用2.1基于紅外光譜技術(shù)的牛奶摻雜判別方法的研究何彬從牛奶的物理結(jié)構(gòu)和組成層出發(fā)，分析了牛奶在中紅外和近紅外波段下的光學(xué)特性。在牛奶中加入尿素、葡萄糖和三聚氰胺等雜質(zhì)，測(cè)量摻雜牛奶在中紅外和近紅外波段的吸收，分析這些雜質(zhì)對(duì)牛奶典型特征吸收的影響。最后通過(guò)扣除背景、二階導(dǎo)數(shù)譜和二維相關(guān)光譜的方法進(jìn)行光譜特征分析。結(jié)果表明，在中紅外光譜區(qū)域，經(jīng)以上三種方法提取特征后，再對(duì)樣品的吸收位置和強(qiáng)度等特征光譜信息比對(duì)，可初步判別牛奶中是否含有摻雜異物。以純牛奶和摻有不用濃度的尿素、葡萄糖和三聚氰胺的牛奶為樣品，通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)方法介乎額模式

6、識(shí)別的方法對(duì)牛奶中是否摻雜進(jìn)行光譜定性判別分析。分別建立基于SIMCA，Bayes判別法和偏最小二乘判別分析（PLSDA）的定性判別模型。結(jié)果表明，三種判別模型中，PLSDA對(duì)牛奶摻雜與否的判別效果最佳。即，利用紅外光譜和PLSDA分析方法可以迅速判別牛奶中是否摻雜異物，并且可以判定摻雜物的類型。3. FTIR光譜與奶粉的品質(zhì)分析3.1 FTIR光譜與奶粉的品質(zhì)分析傅里葉變換紅外光潛法(FTIR，MOR)是一種非常普遍的分析方法，具有宏觀整體鑒定復(fù)雜體系的優(yōu)點(diǎn)及無(wú)損快速的特點(diǎn)，逐漸被應(yīng)用于藥用動(dòng)植物產(chǎn)品的真?zhèn)蝺?yōu)劣鑒別。運(yùn)用FTIR光譜法列奶粉進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，無(wú)需分離提取，可快速無(wú)損地對(duì)樣品進(jìn)行整

7、體榆測(cè)，結(jié)果直觀準(zhǔn)確。鄧月娥、周群等人利用FTIR，DTGS檢測(cè)器，選擇市場(chǎng)銷售的幾種不同廠家生產(chǎn)的不同種類奶粉樣品進(jìn)行FTIR測(cè)定，對(duì)所得光譜圖進(jìn)行相應(yīng)處理分析。奶粉的紅外光譜主要體現(xiàn)在脂肪、蛋白質(zhì)和碳水化合物這三大營(yíng)養(yǎng)物方面。相同品牌不同類別的奶粉紅外光譜圖、不同品牌同類奶粉的紅外光譜圖及不同配料的奶粉的紅外光譜圖都不一樣。FTIR光譜能夠?qū)⒏鞣N不同品種的奶粉直觀有效地表征出來(lái)，是一種快速、無(wú)損的鑒定分析方法，應(yīng)用于奶粉質(zhì)控具有一定的優(yōu)勢(shì)。3.2二維相關(guān)紅外譜與奶粉的品質(zhì)分析傅里葉變換紅外光譜法（FTIR）具有宏觀整體鑒定復(fù)雜體系以及無(wú)損快速的特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于藥用動(dòng)、植物等領(lǐng)域的真?zhèn)蝺?yōu)

8、劣鑒別。二維紅外光譜（2D-IR）是由 Noda 于 1986 年提出的。二維紅外光譜通過(guò)研究基團(tuán)之間的相關(guān)性，不僅提高了紅外譜圖的分辨率，而且利用體系動(dòng)態(tài)譜圖提供的結(jié)構(gòu)微弱變化信息來(lái)研究成分或基團(tuán)之間的相互作用，已被人們用來(lái)研究物質(zhì)的熱擾動(dòng)過(guò)程。秦竹、許長(zhǎng)華等人通過(guò)對(duì)全脂奶粉、低脂奶粉、全脂甜奶粉、脫脂奶粉及女士營(yíng)養(yǎng)奶粉的紅外光譜采集，用二階導(dǎo)數(shù)譜進(jìn)行大致分析。二維相關(guān)分析通過(guò)對(duì)一系列瞬間圖譜的數(shù)學(xué)相關(guān)運(yùn)算，可以將紅外圖上互相重疊甚至被掩蓋的峰清楚的分辨出來(lái)?？梢愿_地進(jìn)行不同奶粉之間品質(zhì)的比較。紅外光譜法及其二階導(dǎo)數(shù)譜能夠很好的把各種不同品種的奶粉直觀有效的表征出來(lái)，是一種快速、無(wú)損的鑒

9、定分析方法。應(yīng)用于奶粉這類復(fù)雜體系的大批量質(zhì)量控制具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)?；诙S相關(guān)分析處理全脂奶粉和全脂甜奶粉在25C 120C的一系列動(dòng)態(tài)紅外光譜圖，分析結(jié)果表明：加入糖類物質(zhì)白砂糖使得奶粉的蛋白質(zhì)成分在低溫段（25 70C）的穩(wěn)定性優(yōu)于未添加白砂糖的全脂奶粉，更有利于保存；而兩者在高溫段（80 120C）蛋白質(zhì)等物質(zhì)都發(fā)生了變質(zhì)。二維紅外光譜為檢測(cè)奶粉產(chǎn)品的穩(wěn)定性提供了一個(gè)新途徑。參考文獻(xiàn)1. 谷月，趙武奇，李曉丹，馬小紅，張哲，田蜜 近紅外光譜技術(shù)對(duì)液態(tài)奶制品中乳糖、脂肪及蛋白質(zhì)的定量檢測(cè) 期刊論文 2012(4)2. 鄧月娥，周群，孫素琴 FTIR光譜法與奶粉的品質(zhì)分析 期刊論文 2005(12)3. 何彬 基于紅外光譜技術(shù)的牛奶摻雜判別方法的研究 學(xué)位論文2010(6)4. 徐宗良 夏元軍 鞏軍 近紅外快速檢測(cè)奶粉乳清粉成分研究 期刊論文2002(2)5. 秦竹 許長(zhǎng)華 周群 王晶 方向 孫素琴 二維相關(guān)紅外光譜與奶粉的品質(zhì)分析期刊論文2004(9)6. Mauro Coppa , Anne Ferlay , Christine Leroux , Michel Jestin , Y