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近红外光谱分析技术在液态乳检测上的应用 韩东海鲁超皮付伟 (中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京100083) 摘要本文通过对液态乳的不同加工工艺、不同成分的近红外光谱检测鉴别的探讨，发 现近红外不仅可以对牛奶常规成分进行检测，也可以对加入还原乳的液态乳和不同的加工工艺 定性鉴别方面对于还原乳浓度达到20％以上时可以达到100％鉴别。 关键词近红外光谱；液态乳；还原乳；均质；杀菌 对于液态乳的生产，原料乳的质量控制在整个环节中有着举足轻重的地位，如果原料乳 的质量控制不当，很有可能在生产过程或者加工后产品的货架期内会出现严重问题，比如生 产加工过程中出现的酒精阳性问题，UHT生产短时间就出现较多白色颗粒问题，利乐砖产 品在储存后期出现的稳定性下降问题等。 对原料乳的检测包括理化检测、搀假检测和微生物检测。理化检测主要是检测牛乳的脂 肪、蛋白、乳糖等。搀假检验主要有为了提高指标，增加收人而掺人的糊精、淀粉、糖类、 脂肪、还原乳；为了降低微生物水平，提高原乳的收购价而掺人的防腐剂，如H202、 NaNq、苯甲酸盐、山梨酸盐；为了防止原乳的变质或者改变变质乳的性状而掺人的火碱、 尿素、柠檬酸盐．Ij。 原料乳的主要化学成分如表1所示L2J。由表1可知，主要成分含量均大于近红外光谱技术 的检测限1‰，因此近红外技术完全能够满足检测要求。需要指出的是脂肪在常温状态下呈乳糜 化状态，即脂肪以相互凝结的极小脂肪球形式存在，这就会增加光谱的散射。但当温度高于脂肪 球的溶点后，脂肪球受温度的影响，不再相互凝聚而是相互分开，粒度变小脂肪分布较均匀。 表1原料乳的主要化学成分含量 ％ 平均值 变化幅度 平均值 变化幅度 术 883 86．5—89．5 蛋白质 3．O 26—4．0 总固形物 II．7 10．5—14．5 乳糖 4．6 3．6—55 脂肪 3．3 2．5—52 矿物质 O8 0，6—0．9 本文介绍了牛乳加工工艺对近红外光谱(NmS)的影响，主要成分蛋白质、脂肪、乳糖的 近红外光谱检测以及掺人还原乳的鲜牛乳的鉴别分析，均为必威体育精装版研究成果。 1牛乳加工工艺对NIRS的影响[3】 牛乳的加工工艺大致为：原料乳一过滤一冷却一净化一均质一杀菌一灌装一检验一出厂 作者简介：韩东海．1958年出生，中国农业大学食品科学与营养工程学院博士。教授．博士生导师。Tel：010— E-瑚n：e41tmdt@can．edu．∞。 106 等过程，其中均质主要改变了牛乳的物理指标，杀菌则使牛乳的化学成分发生了一些变化， 其他过程被视为对牛乳理化指标基本无影响。用于配制还原乳的乳粉经过瞬时高温喷雾干燥 过程，理化指标均显差异。 图1为原料组和还原组六种样品的近红 外平均光谱图。由图1可以看出，由于乳。 样、加工工艺的不同，导致了NIPS问的差稿 异。原料乳的吸光度在全波长区域均保持最虿 大，且明显大于其他所有光谱；另外，原料 组样品的吸光度高于还原组，这说明经过高 1”1200 温瞬时喷雾干燥的还原组样品的理化指标与 1”￡2．1800 2400 原料组相比均发生了较大变化。在短波近红 外区域，均质前后样品组间有明显的区别， 图1相同的鲜奶和还原奶经不同处理后的光谱 这主要是因为短波区主要反映含氢基团三 倍、四倍频吸收，且吸收相对较弱，主要体现物质结构方面的变化【4J，其变化规律主要体现 了脂肪球散射对光谱的影响。均质后牛乳中脂肪球的大小得到了标准化．从而改变了样品对 近红外光的散射作用，光谱有了明显的改变；但对加热杀菌处理，由于其对牛乳的成分及结 构影响相对较弱，因此杀菌处理对短波段光谱的影响不明显。。 但在所示长波段范围内