【儀器儀表商情網(wǎng) 技術(shù)分析】在生鮮乳收購(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程中,需要準(zhǔn)確、快速的測(cè)定牛乳中脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖、總固體等主要成分的含量，脂肪和蛋白質(zhì)的含量是決定牛奶品質(zhì)的核心指標(biāo)，因此乳成分的檢測(cè)就顯得尤為重要。檢測(cè)乳成分的方法很多，有前文敘述過(guò)的蓋勃法測(cè)定脂肪，凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)等方法，本文主要敘述紅外法測(cè)定乳成分。

1、什么是紅外光譜法？

光譜測(cè)定法的基本原理是通過(guò)傳感器讀出將信號(hào)振幅疊加后的頻率/精確的波長(zhǎng)。紅外光譜法則是利用近紅外和中紅外對(duì)樣品成份進(jìn)行定性、定量分析。       

圖1 幾種常見的有機(jī)光譜分析技術(shù)

2、紅外光譜如何產(chǎn)生？

來(lái)自紅外光源的紅外光束經(jīng)過(guò)光束分解器，這個(gè)光束分解器將一半光束送到一個(gè)固定鏡子，另一半光束送到可移動(dòng)鏡子。來(lái)自鏡子的紅外光束在它們達(dá)到探測(cè)器之前發(fā)生反射并且重新結(jié)合。所有頻率的紅外光束在同一時(shí)間通過(guò)干擾儀，并且鏡子的快速移動(dòng)能同時(shí)產(chǎn)生完整的干涉圖。然后利用傅立葉變換將干涉圖轉(zhuǎn)換為光譜圖。

圖2 紅外光譜的產(chǎn)生

3、紅外光譜如何分辨不同成分？

分子中存在著O-H, N-H, C-H, S-H等不同官能團(tuán)，不同官能團(tuán)對(duì)應(yīng)著不同組分。而引起官能團(tuán)振動(dòng)的波長(zhǎng)也各不相同。紅外干涉儀中的動(dòng)鏡可以提供不同頻率的紅外光束引起相應(yīng)的官能團(tuán)振動(dòng)，從而分辨不同的成分。

圖3 不同組分對(duì)應(yīng)的主要紅外吸收

4、紅外光譜如何確定成分的濃度？

當(dāng)光譜與觀察室中的樣品接觸后，由于分子振動(dòng)的原因，總有一部分紅外光被特定的官能團(tuán)所吸收，通過(guò)比爾定律或其他內(nèi)置的數(shù)學(xué)模型可以確定樣品中的組分濃度。

圖4 不同分子的振動(dòng)方式

5、乳成分的各組分之間是如何換算的？

以下是簡(jiǎn)單的幾個(gè)計(jì)算公式，供大家參考：

牛乳=水+總固體即   

水分+總固體=100%   （1）

一般總固體含量在12%左右，水分含量在88%左右。

  總固體（TS）=脂肪（F）+蛋白質(zhì)（P）+乳糖（L）+灰分（A）  （2）

一般認(rèn)為灰分含量在0.7%左右，在粗略計(jì)算中可以忽略不計(jì)。

即  總固體（TS）=脂肪（F）+蛋白質(zhì)（P）+乳糖（L）  （3）

由于生鮮乳中脂肪的含量變化較大，所以單獨(dú)列出了非脂乳固體的概念。

非脂乳固體SNF=總固體（TS）-脂肪（F）  （4）