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红外光谱技术测定乳品的原理以及影响因素
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天津市能谱科技有限公司

时间: 2017-12-30 浏览量: 181



红外光谱分析原理

在整个电磁波范围内,包含了紫外区,可见光区,红外区,微波区四大主要区域。其中400nm到700 nm属于可见光区域。位于可见光和微波之间的光谱为红外光谱,波长为0.75~100µm,其中0.75~2.5µm为近红外,2.5~50µm为中红外,50~100µm为远红外。由于有机物以及部分无机物分子中的各种化学基团(如C=C,N=C,O=C,O=H,N=H)的运动(伸缩、振动、弯曲等)都有它固定的振动频率,当这些分子受到红外线照射时,被激发产生共振,同时吸收一部分能量,通过测量吸收光的大小,可以得到极为复杂的图谱,这种图谱可以表示被测物质的特征。不同物质在红外区域有丰富的吸收光谱,每种成分都有特定的吸收特征,这就为红外光谱定量分析提供了基础。

目前在ican9傅立叶红外光谱仪的红外光谱区域有两种主要的光谱分析技术:红外光照射到被测样品后,从样品表面反射出来的光被检测器吸收检测,此为红外反射光谱分析法。它要求样品的粉碎程度一致,从而保证样品表面光滑一致。另一类为红外光穿过样品后,再被检测器检测到,即为红外透射光谱分析法。该法优点是很少或不用制备样品,因此重复性较高。


影响乳品红外分析结果的因素

红外光谱分析技术虽具有快速、简便、相对准确等优点,在红外光谱设备硬件保证的前提下,在乳品分析中,其准确性受多种因素的影响,以下列举了几种样品方面的因素:

 

1分子重量的变化

季节变换对乳脂分子重量具有很大影响,因为随着季节的差异,脂肪分子中游离脂肪酸的平均链长有所改变,单位重量甘油三酸酯的分子数也会改变,同时乳脂的成分和结构随地区,乳牛品种和哺乳期的不同都有变化。

红外光谱技术对乳脂的测定主要基于脂肪分子在红外区域至少有两个红外吸收波段,即FatA(5700nmn)和FatB(3500nm)。FatA在5.7um波长处有吸收是由于脂肪里羰基C=O键的伸缩振动。如果只考虑乳品在Fat A的吸收,只会得到脂肪分子的数量即C=O键的多少而不会顾及脂肪酸链的长度和重量。FatB在3.5um处有吸收是由于脂肪酸链C-H键的伸缩振动。所以红外测定乳脂时,必须综合考虑Fat A和FatB的吸收。

 

2 均质情况

乳脂以脂肪球形式存在于牛奶中,能够像透镜一样反射红外光,导致红外检测器不能分辨红外光是反射掉了还是被吸收了,到达检测器从而会给出错误的测定结果。这就是在乳脂检测时,均质差的牛奶和均质好的牛奶测定结果不一致的原因。这些问题在福斯MilkoScan FT 120中已得到了解决,其内置均质器保证每一个样品中脂肪球的均匀性。

 

3 热处理

对牛奶进行长时间的高温处理会导致美拉德反应,使蛋白质和碳水化合物分子相结合,牛奶带有棕褐色,红外测定结果也都会受影响。因此,在红外测定中,一些经高温处理过的产品如UHT奶,碳水化合物(糖类)和蛋白质的测定结果会比相应的未经高温处理的产品低。

 

4 脂解作用

牛奶中含有能分解脂肪的脂肪酶,能够将脂肪分子中的部分脂解为脂肪酸。导致红外测定结果发生偏差。目前已知的促进游离脂肪酸形成的因素包括:牛奶储存时间过长、剧烈的泵抽吸和产品的均质化过程。

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