專利名稱：一種用近紅外儀快速檢測牛初乳的理化指標(biāo)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及乳品檢測領(lǐng)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(biāo)的方法。
背景技術(shù)：
牛初乳是母牛產(chǎn)犢后數(shù)天內(nèi)的乳汁，不僅含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，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(jīng)科學(xué)實驗證明具有免疫調(diào)節(jié)、改善胃腸道、促進(jìn)生長發(fā)育、改善衰老癥狀、抑制多種病 菌等一系列生理活性功能，被譽(yù)為“21世紀(jì)的保健食品”。在牛初乳收購的檢驗過程中，檢驗脂肪通常采用蓋勃法、羅茲_哥特里法；檢測蛋 白質(zhì)常采用凱氏定氮法；乳糖采用萊因-埃農(nóng)氏法；水分采用加熱烘干的方法。這些常用的 國標(biāo)方法檢測時間至少需要數(shù)小時，而且步驟復(fù)雜，不適用于工廠生產(chǎn)快速收購。目前，國 內(nèi)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，由于牛初乳脂肪、蛋白、乳糖等含量不同于牛奶，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范圍，因此不能對牛初乳進(jìn)行檢測分析， 國內(nèi)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(guān)模型方面的報道。

發(fā)明內(nèi)容
為了建立牛初乳快速的檢測方法，適應(yīng)快速收購的需要，本發(fā)明研究使用近紅外 儀掃描牛初乳譜圖，根據(jù)牛初乳中有機(jī)物分子中C-H、N-H、O-H等含氫基團(tuán)的對紅外光的吸 收，分別對牛初乳中脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖和水分含量建立模型并進(jìn)行驗證和評價，結(jié)果表明， 應(yīng)用近紅外光譜檢測分析技術(shù)，樣品無需預(yù)處理，且不被破壞，無需化學(xué)試劑，不造成污染。 該方法具有快速、成本低和能同時無損測量多種成分等優(yōu)點，便于實現(xiàn)工業(yè)在線分析。因此，本發(fā)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(biāo)的方法。根據(jù)本發(fā)明的用近紅外儀快速檢測牛初乳的理化指標(biāo)的方法包括以下步驟1)選取具有代表性的牛初乳樣品，采集牛初乳樣品近紅外掃描光譜圖；2)將每個樣品的光譜數(shù)據(jù)與牛初乳各成分含量數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，然后用偏小二乘法 進(jìn)行計算，建立定量分析模型；3)采集待檢測的牛初乳的近紅外掃描光譜數(shù)據(jù)；4)根據(jù)上述所建立的定量分析模型，對待檢測牛初乳各成分進(jìn)行分析，得出待測 樣品中各成分含量。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法，其中，在所述步驟1)中，所選樣品的組成及其變化范 圍接近于待測樣品，避免共線性現(xiàn)象。根據(jù)本發(fā)明的方法，其中，在所述步驟2)中，所檢測牛初乳中的特征組分為脂肪、 蛋白質(zhì)、乳糖、水分。根據(jù)本發(fā)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(jié)果，近紅外儀的掃描范圍設(shè)置為12000CHT1 4000CHT1，分辨率為ScnT1。根據(jù)本發(fā)明的方法還可以包括根據(jù)建模樣品數(shù)量、組分?jǐn)?shù)、選取的光譜預(yù)處理方式的數(shù)量對模型進(jìn)行優(yōu)化的步驟，其中，采用的光譜預(yù)處理方式為一階導(dǎo)數(shù)法。因此，根據(jù)本發(fā)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，采集牛初乳樣品近紅外掃描光譜圖；2)建立新模型，輸入已經(jīng)測定好的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)值，將每個樣品的光譜數(shù)據(jù)與牛初乳 各成分含量數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，然后用偏小二乘法進(jìn)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(guān)性，無相關(guān)性的標(biāo)準(zhǔn)是兩組數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)的平方小于0. 7 ；3)根據(jù)建模樣品數(shù)量、組分?jǐn)?shù)、選取的光譜預(yù)處理方式的數(shù)量對模型進(jìn)行優(yōu)化，可 根據(jù)需要適當(dāng)剔除異常樣品，剔除后重新進(jìn)行“優(yōu)化”；4)優(yōu)化完畢后根據(jù)上述所建立的模型，對牛初乳各成分進(jìn)行分析，得出待測樣品 中各成分含量。本發(fā)明利用近紅外分析技術(shù)，根據(jù)有機(jī)物官能團(tuán)對近紅外光產(chǎn)生的特征吸收的原 理，采用偏小二乘法基于樣品光譜與其對應(yīng)組分含量間的數(shù)學(xué)關(guān)系，建立定量校正模型，從 而實現(xiàn)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(xué)試劑，不需要對樣品進(jìn) 行預(yù)處理，只需檢測樣品的近紅外光譜，可在幾分鐘內(nèi)得到準(zhǔn)確的分析結(jié)果，是一種一種綠 色環(huán)保的快速無損分析技術(shù)。


圖1-1蛋白質(zhì)-脂肪關(guān)系1-2蛋白質(zhì)_水分關(guān)系1-3脂肪-水分關(guān)系1-4蛋白質(zhì)_乳糖關(guān)系1-5水分-乳糖關(guān)系1-6脂肪-乳糖關(guān)系2牛初乳紅外光譜3-1蛋白質(zhì)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、采集樣品和樣品各組分相關(guān)性驗證收集不同牧場不同時間的牛初乳樣品，采用標(biāo)準(zhǔn)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(guān)性，無相關(guān)性的標(biāo)準(zhǔn)是兩組數(shù)據(jù)相關(guān) 系數(shù)的平方小于0.7，樣品各組分的相關(guān)關(guān)系圖見圖1-1 圖1-6。表1牛初乳各組分含量值
權(quán)利要求
1.一種用近紅外儀快速檢測牛初乳的理化指標(biāo)的方法，其特征在于，所述方法包括以 下步驟1)選取具有代表性的牛初乳樣品，采集牛初乳樣品近紅外掃描光譜圖；2)將每個樣品的光譜數(shù)據(jù)與牛初乳各成分含量數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，然后用偏小二乘法進(jìn)行 計算，建立定量分析模型；3)采集待檢測的牛初乳的近紅外掃描光譜數(shù)據(jù)；4)根據(jù)上述所建立的定量分析模型，對待檢測牛初乳各成分進(jìn)行分析，得出待測樣品 中各成分含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟1)中，所選樣品的組成及其變 化范圍接近于待測樣品，避免共線性現(xiàn)象。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟2)中，所檢測牛初乳中的特征 組分為脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖、水分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟1)中，近紅外儀的掃描范圍設(shè)置為 12000cm-1 4000CHT1，分辨率為 ScnT1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括根據(jù)建模樣品數(shù)量、組分 數(shù)、選取的光譜預(yù)處理方式的數(shù)量對模型進(jìn)行優(yōu)化的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，采用的光譜預(yù)處理方式為一階導(dǎo)數(shù)法。
全文摘要
本發(fā)明涉及乳品檢測領(lǐng)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(biāo)的方法。根據(jù)方法包括以下步驟1)選取具有代表性的牛初乳樣品，采集紅外掃描光譜圖；2)建立定量分析模型；3)采集待檢測的牛初乳的近紅外掃描光譜數(shù)據(jù)；4)根據(jù)上述所建立的定量分析模型，對待檢測牛初乳各成分進(jìn)行分析。本發(fā)明利用近紅外分析技術(shù)，采用偏小二乘法基于樣品光譜與其對應(yīng)組分含量間的數(shù)學(xué)關(guān)系，建立定量校正模型，從而實現(xiàn)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(xué)試劑，可在幾分鐘內(nèi)得到準(zhǔn)確的分析結(jié)果，是一種綠色環(huán)保的快速無損分析技術(shù)。
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(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者李翠枝, 王云霞, 趙貞 申請人:內(nèi)蒙古伊利實業(yè)集團(tuán)股份有限公司