不同類型牛奶分析儀的深度解析
來源：安徽仁創(chuàng)電子科技有限公司
作者：webmaster
時(shí)間：2019-06-26 17:09:46
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牛奶成分的分析和監(jiān)測(cè)是奶站生產(chǎn)發(fā)展中不可缺少的環(huán)節(jié)，面對(duì)目前嚴(yán)峻的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，奶站需要提高管理和保證奶制品質(zhì)量。本文闡述了現(xiàn)行牛奶成分分析的五種方法,以期在奶站進(jìn)行牛奶成分的分析時(shí)，可以從實(shí)際出發(fā)，遴選適合自己的方法，具有一定的實(shí)際意義。
（一）化學(xué)分析法
國標(biāo)中，對(duì)牛奶等乳制品的各項(xiàng)指標(biāo)及檢測(cè)均有嚴(yán)格的規(guī)定。化學(xué)分析法是國標(biāo)方法。化學(xué)分析法中蛋白質(zhì)的測(cè)定常采用半微量凱氏定氮法。半微量凱氏定氮法的原理是將被測(cè)樣品與liu酸和催化劑一起加熱消化，使蛋白質(zhì)分解，分解的氨與liu酸結(jié)合生成liu酸銨，然后通過堿化蒸餾使氨游離，用peng酸吸收后再以鹽suan標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)酸的消耗量乘以換算系數(shù)，即為蛋白質(zhì)含量。該方法要求同一樣品的兩次平行測(cè)定結(jié)果之差不得超過平均值的1.5%；乳糖采用高壓液相色譜法和來因－埃農(nóng)法，兩次平行測(cè)定結(jié)果之差不超過平均值的5%。
化學(xué)方法已經(jīng)相當(dāng)成熟，可以獲得很高的精度，但得出結(jié)果所花費(fèi)的時(shí)間比較長，不能滿足在線測(cè)量分析的需要。
（二）中紅外光譜分析法
中紅外光譜分析法目前比較成熟，已經(jīng)有較為的分析儀器問世。丹麥的FOSS公司出產(chǎn)的Milk Scan系列牛奶成分快速分析儀就是其中之一。中紅外光譜分析法采用牛奶中各種成分對(duì)不同波段的吸收不同，通過測(cè)定吸收系數(shù)和散射系數(shù)來完成牛奶成分的測(cè)定。FOSS Milk 133是FOSS公司早期的產(chǎn)品，采用干涉濾光片技術(shù)，其預(yù)測(cè)精度CV值可達(dá)到5%的水平。FOSS Milk Scan FT120牛奶成分分析儀，采用傅立葉技術(shù)，對(duì)脂肪、蛋白質(zhì)和乳糖的預(yù)測(cè)精度CV值可達(dá)1%，非脂乳固體和總干物的預(yù)測(cè)精度CV值可達(dá)到0.8%。
然而，中紅外光譜分析儀的價(jià)格昂貴，體積較大，操作和維護(hù)比較復(fù)雜，不適宜于現(xiàn)場(chǎng)操作和流動(dòng)檢測(cè)。
（三）紫外線吸收光譜法
牛奶中蛋白質(zhì)含量還可以利用紫外光譜法測(cè)定，測(cè)定原理是牛奶中蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物的芳香環(huán)殘基在紫外區(qū)內(nèi)對(duì)一定波長的光具有選擇吸收作用，并且在一定濃度范圍內(nèi)，光吸收程度與蛋白質(zhì)濃度呈線性關(guān)系，因此通過測(cè)定蛋白質(zhì)溶液的吸光度，即可測(cè)量出蛋白質(zhì)的含量。
紫外線吸收光譜法具有快速、簡(jiǎn)便、靈敏度高、再線性等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于非蛋白質(zhì)物質(zhì)在紫外部分也可能引起光吸收，又由于光散射的干擾，所以也有分析精度不高的缺點(diǎn)。
（四）近紅外光譜分析法
近紅外光譜分析技術(shù)是利用光譜方法分析物質(zhì)的成分和結(jié)構(gòu)，具有、快速、成本低、不破壞樣品化學(xué)性質(zhì)和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，近年來在分析測(cè)試領(lǐng)域，特別是在在線分析和工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。在農(nóng)業(yè)、食品工業(yè)、石油工業(yè)、制藥工業(yè)和臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，近紅外光譜技術(shù)都有著成功的應(yīng)用。近紅外光譜的常規(guī)分析與紫外可見光譜類似，分為透射光譜和漫反射光譜。在實(shí)際中，要根據(jù)不同的樣品性質(zhì)，采用不同的分析技術(shù)。經(jīng)常采用牛奶的不同成分在不同的波長處的吸收作用建立多元線性回歸模型，如脂肪在1212nm、1392nm、1729nm、1763nm和2144nm處有較強(qiáng)的吸收峰，而從漫反射試驗(yàn)中，蛋白質(zhì)則在1460nm～1570nm、2050nm～2070nm、2180nm處有相當(dāng)豐富的吸收峰。在國內(nèi)，有些研究機(jī)構(gòu)在波通公司的型號(hào)為8620的奶粉分析儀上，測(cè)量了奶粉的漫反射光譜，用55個(gè)高鈣奶粉樣品利用多元線性回歸算法建立了模型，蛋白建模的相關(guān)系數(shù)為0.96，SEC為0.196%。
目前，國外很多公司都已經(jīng)開發(fā)出基于近紅外光譜法的奶粉分析儀，但是由于缺乏有代表性的模型，這些產(chǎn)品的測(cè)量精度都不太讓人滿意，這也是近紅外光譜法需要解決的一個(gè)關(guān)鍵問題。
（五）超聲波檢測(cè)法
超聲波探測(cè)技術(shù)是利用高頻波與物質(zhì)之間的相互作用以獲取被測(cè)物質(zhì)內(nèi)部的物理化學(xué)性質(zhì)。超聲波根據(jù)其波型可以分為縱波、橫波、表面波和板波。而在牛奶等液體中，只能存在縱波，而其它三種都不存在波。超聲波通過介質(zhì)時(shí)大致表現(xiàn)為三種形式：壓縮波、表面波和切變波。在應(yīng)用中，較之其它兩種形式，壓縮波是最重要的，也就是縱波的傳播形式。壓縮波在介質(zhì)中的傳遞是通過介質(zhì)的壓縮和膨脹進(jìn)行的；但這種介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在聲波作用下以原始位置為原點(diǎn)的振蕩仍服從虎克(HOOKE)定律，也就是說，介質(zhì)的結(jié)構(gòu)在聲波傳遞過程中未發(fā)生任何根本性的破壞。
在牛奶各成分之中，脂肪等大分子物質(zhì)對(duì)超聲波的衰減影響比較大，而蛋白質(zhì)、乳糖等對(duì)超聲波的速度影響比較大，牛奶中的成分可以分為脂肪和非脂乳固體。按照兩大成分對(duì)與超聲波衰減和速度的貢獻(xiàn)，可以建立起的模型來測(cè)得各成分的百分含量，依據(jù)統(tǒng)計(jì)關(guān)系，又可以計(jì)算得到其它的成分含量。這樣就可以得出多種成分的百分含量。近些年來，國內(nèi)外在超聲波牛奶成分測(cè)量領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)展，預(yù)測(cè)精度 可以達(dá)到5%的水平，基本能夠滿足在線測(cè)量以及流動(dòng)檢測(cè)的要求。
超聲波測(cè)量方法相對(duì)于上面提到的光學(xué)方法則具有很多優(yōu)點(diǎn)。超聲波方法對(duì)測(cè)量環(huán)境的要求較低，這樣超聲波分析儀就很適合于流動(dòng)檢測(cè)。超聲波探頭相對(duì)于光學(xué)器件，價(jià)格較低，使得超聲波牛奶成分分析儀的成本較低，很適合于小型用戶使用。再加上分析時(shí)所需要的樣品量較少，使得儀器可體積可以做的很小，適于便攜使用。
