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第２７卷，第１期

２００７年１月光谱学与光谱分析Ｖｏ１．２７，Ｎｏ．１，ｐｐ４３—４５

ＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄＳｐｅｃｔｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓＪａｎｕａｒｙ，２００７

近红外漫反射光谱无损检测乳粉蛋白质的研究

常敏，褚鹏蛟，徐可欣

天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津３０００７２

摘要利用近红外漫反射光谱技术对奶粉蛋白质含量的快速无损检测进行了研究。挑选来自国内不同地

区的２９种奶粉，以化学分析值作参比，采用偏最小二乘回归算法建立奶粉光谱信息和蛋白质含量的定量模

型，预测均方根差（ＲＭＳＥＰ）为０．６８７。采用波长选择对模型进行优化后，波长点从１５５８个减为ｕ个，大

大加快了运算速度，同时还在一定程度上提高了模型的精度。为了减小颗粒大小不均匀和粒子表面非特异

性散射的影响，对光谱数据进行了标准正态变量（ＳＮＶ）变换和多元散射校正（ＭＳＣ），结果表明这两种方法

是有效的，得到ＲＭＳＥＰ减小了约３７。研究结果表明，近红外漫反射光谱测定奶粉中蛋白质含量实时、快

速，能满足工业过程分析中的测量精度要求，为提高奶粉质量分析水平提供了新的途径。

关键词蛋白质；奶粉；近红外漫反射光谱；偏最ｄ￣－－－乘法

中豳分类号：０６５７．３文献标识码：Ａ文章编号：１０００—０５９３（２００７）０１—００４３—０３

用ＮＩＲ漫反射光谱技术进行测量，并建立奶粉蛋白质分析的

引言模型，在此基础上，分析了波长优选与数据预处理方法对测

量结果的影响。

蛋白质是乳粉中最重要的营养成分之一，其中含有人体

所必需的全部氨基酸，不同生长发育阶段的婴幼儿及特殊人１实验研究

群与正常成人对蛋白质的需求不尽相同，因此，国家标准对

各类乳粉蛋白质含量均有严格的规定。现行国家标准规定蛋１．１仪器设备与参数设置

白质的测定方法为凯氏定氮法，该方法虽然精度高，但样品Ａｎｔａｒｉｓ傅里叶变换ＮＩＲ光谱仪（美国ＴｈｅｒｒｎｏＮｉｃｏｌｅｔ

前处理过程繁琐，而且污染工作环境。至于测定蛋白质的其公司），利用积分球漫反射采样系统采集光谱。光谱采集条

它方法，如荧光光度法、高效液相色谱法１［等，一般只是在件：波长范围１０００２５００ｎｌｎ，扫描次数３２次，分辨率４

生化领域应用，尚未能在食品分析中广泛应用。目前，绝大ｃｒ－ｌ－ｌ，ＩｎＧａＡｓ检测器，最大样品尺寸３０ｃｍＸ３０ｃｍ。

多数奶粉厂都是通过将待测奶粉还原成液态奶的方式实现蛋１．２样品来源和描述

白质的测量，这不仅费时费力，而且破坏了样品，无法满足针对奶粉的加工工艺、辅料和添加剂的种类以及蛋白质

实时检测的要求。因此，寻求一种快速测定奶粉中蛋白质含含量等不同挑选了来自国内各地区的２９种奶粉，其中包括

量的方法，具有重要的实际意义。全脂奶粉、脱脂奶粉、乳清粉和调制奶粉。蛋白质含量的参

近红￣ｂ（ｎｅａｒ－ｉｎｆｒａｒｅｄ，ＮＩＲ）漫反射光谱技术Ｉ２］因其具考值由天津市乳品检测中心利用半微量凯氏定氮法测定，这

有分析样品用量少、分析速度快和结果稳定性好等优点，在些样品的蛋白质含量变化的范围是１７．３Ａ０～２４．５６，平均

食品