[发明专利]牛奶中单不饱和脂肪酸的中红外快速批量检测方法

说明书

本发明属于奶牛性能测定和牛奶品质检测领域，公开了牛奶中单不饱和脂肪酸的中红外光谱快速批量检测方法。在特征波段的选择方面，打破了常用的使用算法筛选特征，而是使用人工手动选择+多次遍历的方法。最终选取用于建模的特征波段，特别是筛选出了包含部分水的吸收区域，并证明了增加部分水吸收波段可以提升模型的准确性。选取了单不饱和脂肪酸模型建立的最优预处理与算法组合，确定了最优参数，提高了模型的准确性。实现了原料奶中单不饱和脂肪酸含量的快速、准确、低成本的检测，实现了快速批量检测。

技术领域

本发明属于奶牛性能测定和牛奶品质检测领域，具体涉及牛奶中单不饱和脂肪酸的中红外光谱快速批量检测方法。

背景技术

牛奶一直被认为是自然界中天然形成的最完美的食物之一，牛奶是脂肪酸的天然来源之一，其中对人类健康有益的亚油酸、亚麻酸，特别是共轭亚油酸含量丰富，对人体健康有重要的影响，目前已成为国人最重要的营养来源之一。

牛奶是人类重要的食物来源，其中乳脂含有约400种脂肪酸，单不饱和脂肪酸约占总脂肪酸的25％^[1-2]，单不饱和脂肪酸具有降低血胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇(L DL-C)的作用，牛奶脂肪中最主要的单不饱和脂肪酸是油酸(C18:1)，有学者研究发现，乳脂中油酸质量分数高，其加工成奶油熔点就比较低，用其制作的乳酪等乳制品有较高的可熔化性和柔软的质地^[3]，还与人体健康息息相关，单不饱和脂肪酸则被认为对人体健康有益^[4-5]。此外，乳中脂肪酸含量还能反映奶牛个体能量和健康状况^[6-7]。关于牛奶中饱和脂肪酸的测定方法目前有国家标准，即食品安全国家标准--食品中脂肪酸的测定(GB5009.168-201 6)，我国规定了乳与乳制品中的脂肪酸使用气相色谱法进行检测(GB5009.168—2016)^[8]，此方法能定量检测脂肪酸的种类和含量，但样品前处理过程复杂，耗时长，且成本高，研究者们试图对该方法进行改进，国内外对于牛奶脂肪检测的主要方法有气相色谱法、紫外分光光度计法、液相色谱法等，但都存在成本高和效率低等问题，很难在生产实践中快速批量化使用。中红外光谱MIR(Mid-Infrared Spectroscopy)技术是一种非常经济高效的检测工具，通过中红外光对分子中特定化学键吸收所在的频率和对应的波峰的不同，来预测所研究物质和性状的性质或含量，从而可以得知生物的生理状态等信息。随着傅里叶中红外(Fourier Transform Mid-Infrared，FT-MIR)光谱法在乳品检测行业的兴起以及对乳中脂肪酸含量预测准确性的不断提高^[9-11]，该技术已成为一个大规模检测乳中脂肪酸含量的常规且快速有效的方法，也为脂肪酸的遗传分析和选择提供了巨大潜力^[12]，但目前在畜牧行业中暂无精度很高的单不饱和脂肪酸含量的快速批量检测模型。

目前国外早已开始了基于中红外检测牛奶中物质成份的研究，但都存在精度不高，特征波段不够准确等问题，国内还没有相关报道。与其它国家相比，中国奶牛因受到国内气候、地理环境和饲养条件等影响，与国外奶牛存在较大差异，牛奶品质也有其特点，国外检测模型并不一定适合于中国奶牛，故需要尽快建立具有我国自主产权的适合于中国奶牛牛奶的多不饱和脂肪含量检测方法，不仅可用于快速、高效、准确和无创测定奶牛泌乳性状中重要性能指标单不饱和脂肪酸含量，为奶牛遗传育种提供表型数据及理论依据，而且可检测分析原料牛奶及奶制品中单不饱和脂肪酸含量，为乳业加工业和消费者提供参考。本发明的目的即为解决目前存在的问题，建立乳中单不饱和脂肪酸的快速检测技术，为中国奶业的发展提供技术保障。

发明内容

本发明的目的在于提供了牛奶中单不饱和脂肪酸的中红外光谱快速批量检测方法，该方法具有简单、快速和批量等优势。

本发明的另一个目的在于提供了牛奶中单不饱和脂肪酸的中红外光谱快速批量检测方法的应用。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术措施：

牛奶中单不饱和脂肪酸的中红外光谱快速批量检测方法，包括下述步骤：