一種用近紅外儀快速檢測牛初乳的理化指標的方法
2023-05-15 22:26:41 1
專利名稱：一種用近紅外儀快速檢測牛初乳的理化指標的方法
技術領域：
本發明涉及乳品檢測領域，具體地，涉及一種用近紅外儀快速檢測牛初乳的理化 指標的方法。
背景技術：
牛初乳是母牛產犢後數天內的乳汁，不僅含有豐富的營養物質，而且含有大量的 免疫因子和生長因子，如免疫球蛋白、乳鐵蛋白、溶菌酶、類胰島素生長因子、表皮生長因子 等，經科學實驗證明具有免疫調節、改善胃腸道、促進生長發育、改善衰老症狀、抑制多種病 菌等一系列生理活性功能，被譽為「21世紀的保健食品」。在牛初乳收購的檢驗過程中，檢驗脂肪通常採用蓋勃法、羅茲_哥特裡法；檢測蛋 白質常採用凱氏定氮法；乳糖採用萊因-埃農氏法；水分採用加熱烘乾的方法。這些常用的 國標方法檢測時間至少需要數小時，而且步驟複雜，不適用於工廠生產快速收購。目前，國 內已有近紅外牛奶成分的分析儀，這些儀器只對原料奶、純牛奶、各種花色奶，酸奶這些常 見的牛奶可以測定，由於牛初乳脂肪、蛋白、乳糖等含量不同於牛奶，其含量超過正常牛奶 幾倍，超出了已有的近紅外牛奶成分分析儀的測定範圍，因此不能對牛初乳進行檢測分析， 國內外也未見近紅外儀在牛初乳成分分析測試方法或建立相關模型方面的報導。
發明內容
為了建立牛初乳快速的檢測方法，適應快速收購的需要，本發明研究使用近紅外 儀掃描牛初乳譜圖，根據牛初乳中有機物分子中C-H、N-H、O-H等含氫基團的對紅外光的吸 收，分別對牛初乳中脂肪、蛋白質、乳糖和水分含量建立模型並進行驗證和評價，結果表明， 應用近紅外光譜檢測分析技術，樣品無需預處理，且不被破壞，無需化學試劑，不造成汙染。 該方法具有快速、成本低和能同時無損測量多種成分等優點，便於實現工業在線分析。因此，本發明的目的是提供一種用近紅外儀快速檢測牛初乳的理化指標的方法。根據本發明的用近紅外儀快速檢測牛初乳的理化指標的方法包括以下步驟1)選取具有代表性的牛初乳樣品，採集牛初乳樣品近紅外掃描光譜圖；2)將每個樣品的光譜數據與牛初乳各成分含量數據一一對應，然後用偏小二乘法 進行計算，建立定量分析模型；3)採集待檢測的牛初乳的近紅外掃描光譜數據；4)根據上述所建立的定量分析模型，對待檢測牛初乳各成分進行分析，得出待測 樣品中各成分含量。優選地，根據本發明的方法，其中，在所述步驟1)中，所選樣品的組成及其變化範 圍接近於待測樣品，避免共線性現象。根據本發明的方法，其中，在所述步驟2)中，所檢測牛初乳中的特徵組分為脂肪、 蛋白質、乳糖、水分。根據本發明的方法，其中，在步驟1)中，每張光譜均為120次掃描的平均結果，近紅外儀的掃描範圍設置為12000CHT1 4000CHT1，解析度為ScnT1。根據本發明的方法還可以包括根據建模樣品數量、組分數、選取的光譜預處理方式的數量對模型進行優化的步驟，其中，採用的光譜預處理方式為一階導數法。因此，根據本發明的具體實施方式
的檢測方法包括以下步驟1)選取具有代表性的牛初乳樣品，採集牛初乳樣品近紅外掃描光譜圖；2)建立新模型，輸入已經測定好的標準化學值，將每個樣品的光譜數據與牛初乳 各成分含量數據一一對應，然後用偏小二乘法進行計算，建立定量分析模型，建立模型要求 樣品各組分之間沒有相關性，無相關性的標準是兩組數據相關係數的平方小於0. 7 ；3)根據建模樣品數量、組分數、選取的光譜預處理方式的數量對模型進行優化，可 根據需要適當剔除異常樣品，剔除後重新進行「優化」；4)優化完畢後根據上述所建立的模型，對牛初乳各成分進行分析，得出待測樣品 中各成分含量。本發明利用近紅外分析技術，根據有機物官能團對近紅外光產生的特徵吸收的原 理，採用偏小二乘法基於樣品光譜與其對應組分含量間的數學關係，建立定量校正模型，從 而實現對牛初乳各組分的快速定量檢測。本方法無需消耗任何化學試劑，不需要對樣品進 行預處理，只需檢測樣品的近紅外光譜，可在幾分鐘內得到準確的分析結果，是一種一種綠 色環保的快速無損分析技術。
圖1-1蛋白質-脂肪關係1-2蛋白質_水分關係1-3脂肪-水分關係1-4蛋白質_乳糖關係1-5水分-乳糖關係1-6脂肪-乳糖關係2牛初乳紅外光譜3-1蛋白質回歸模型圖3-2脂肪回歸模型圖3-3水分回歸模型圖3-4乳糖回歸模型
具體實施例方式實施例11、採集樣品和樣品各組分相關性驗證收集不同牧場不同時間的牛初乳樣品，採用標準方法檢測樣品各組分的含量值， 如表1所示。建立模型要求樣品各組分之間沒有相關性，無相關性的標準是兩組數據相關 係數的平方小於0.7，樣品各組分的相關關係圖見圖1-1 圖1-6。表1牛初乳各組分含量值
權利要求
1.一種用近紅外儀快速檢測牛初乳的理化指標的方法，其特徵在於，所述方法包括以 下步驟1)選取具有代表性的牛初乳樣品，採集牛初乳樣品近紅外掃描光譜圖；2)將每個樣品的光譜數據與牛初乳各成分含量數據一一對應，然後用偏小二乘法進行 計算，建立定量分析模型；3)採集待檢測的牛初乳的近紅外掃描光譜數據；4)根據上述所建立的定量分析模型，對待檢測牛初乳各成分進行分析，得出待測樣品 中各成分含量。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述步驟1)中，所選樣品的組成及其變 化範圍接近於待測樣品，避免共線性現象。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述步驟2)中，所檢測牛初乳中的特徵 組分為脂肪、蛋白質、乳糖、水分。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在步驟1)中，近紅外儀的掃描範圍設置為 12000cm-1 4000CHT1，解析度為 ScnT1。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法包括根據建模樣品數量、組分 數、選取的光譜預處理方式的數量對模型進行優化的步驟。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，採用的光譜預處理方式為一階導數法。
全文摘要
本發明涉及乳品檢測領域，具體地，涉及一種用近紅外儀快速檢測牛初乳的理化指標的方法。根據方法包括以下步驟1)選取具有代表性的牛初乳樣品，採集紅外掃描光譜圖；2)建立定量分析模型；3)採集待檢測的牛初乳的近紅外掃描光譜數據；4)根據上述所建立的定量分析模型，對待檢測牛初乳各成分進行分析。本發明利用近紅外分析技術，採用偏小二乘法基於樣品光譜與其對應組分含量間的數學關係，建立定量校正模型，從而實現對牛初乳各組分的快速定量檢測。本方法無需消耗任何化學試劑，可在幾分鐘內得到準確的分析結果，是一種綠色環保的快速無損分析技術。
文檔編號G01N21/35GK102095698SQ201010590308
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月8日 優先權日2010年12月8日
發明者李翠枝, 王雲霞, 趙貞 申請人:內蒙古伊利實業集團股份有限公司