市售牛奶快速ATR-FTIR主成分分析

牛奶主要成分的测定是评价牛奶品质的重要标准。国家相关部门已经制定了一系列较为详尽的规范以保证牛奶等乳制品的质量安全,但传统的检测方法操作复杂、费时耗力并导致环境污染,难以满足当代乳制品生产和消费的快速检测需要。将衰减全反射-傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术与相对湿度(RH)调控系统相结合,建立了一种在RH连续下降条件下测量不同种类牛奶红外光谱的方法;为牛奶等乳制品的原位无损检测、种类区分、品质分析等提供了新的途径。(1)选取伊利品牌纯牛奶、臻浓牛奶、脱脂纯牛奶、高钙低脂奶、舒化牛奶5类牛奶为研究对象,在RH连续下降的条件下,采集不同种类牛奶样品在蒸发浓缩过程中的红外光谱,对其主要营养成分进行峰位归属和定性分析,仅需要微升级样品,就可在短时间内提取样品浓缩过程中水、碳水化合物、脂肪、蛋白质等主要成分的光谱信息,实现对不同类别市售牛奶化学成分的较全面表征;(2)采用NWUSA软件对所得红外光谱数据进行建模分析,选取4000~400 cm^(-1)波段为变量对所得光谱数据进行主成分分析(PCA),并评估模型对不同类别牛奶的鉴别能力。所得PCA分析数据在同组内聚集度良好,不同组内坐标轴上相距较远,说明模型选取合理可靠,具有代表性。实验中共使用了75份牛奶样品,其中生产日期、产地为随机因素,牛奶的种类和品牌为固定因素。结果表明,该方法具有操作简便、反应灵敏、光谱质量高、无损测量等优点,适用于牛奶等乳制品的原位、快速、无损鉴别分析。