牛奶成分的分析和監(jiān)測(cè)是奶站生產(chǎn)發(fā)展中*的環(huán)節(jié)，面對(duì)目前嚴(yán)峻的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，奶站需要提高管理和保證奶制品質(zhì)量。本文闡述了現(xiàn)行牛奶成分分析的五種方法,以期在奶站進(jìn)行牛奶成分的分析時(shí)，可以從實(shí)際出發(fā)，遴選適合自己的方法，具有一定的實(shí)際意義。

一、引言

牛奶是一種營(yíng)養(yǎng)豐富的產(chǎn)品，隨著人類(lèi)生活水平和健康意識(shí)的提高，乳制品在人們生活中的地位越來(lái)越重要。牛奶是所有乳制品的原料，隨著近些年來(lái)人們大量的食用乳制品，牛奶的質(zhì)量問(wèn)題也引起了越來(lái)越多的關(guān)注。目前市場(chǎng)上各類(lèi)牛奶產(chǎn)品的質(zhì)量狀況難以令人滿(mǎn)意。在近期抽檢的牛奶及UHT奶產(chǎn)品中，大型乳制品企業(yè)的產(chǎn)品合格率不到90％，中小型企業(yè)的產(chǎn)品合格率僅在45％左右。控制和監(jiān)測(cè)牛奶的質(zhì)量就要從牛奶產(chǎn)品的源頭開(kāi)始，并在個(gè)個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行層層把關(guān)。按照國(guó)家的有關(guān)規(guī)定，各乳制品及收購(gòu)站必須提供各項(xiàng)強(qiáng)制規(guī)定的分析值信息，同時(shí)分析值對(duì)有效地利用牛奶，奶牛飼養(yǎng)和牛奶業(yè)的管理也至關(guān)重要，它也成為了牛奶場(chǎng)管理決策的重要來(lái)源。據(jù)調(diào)查，目前全國(guó)存在大量的原奶收購(gòu)站，占原奶收購(gòu)量60％的原奶是通過(guò)這些奶站進(jìn)入各個(gè)廠(chǎng)家進(jìn)行加工的。奶站每天要從大量的不同奶場(chǎng)收購(gòu)各種原奶，原奶是乳制品業(yè)的主要原料，控制了原奶的質(zhì)量也就控制了原料的質(zhì)量。

目前，眾多的奶站在規(guī)模、管理和資金上參差不齊，實(shí)時(shí)、快速、準(zhǔn)確的牛奶成分檢測(cè)對(duì)實(shí)現(xiàn)奶站生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化管理以及提高牛奶質(zhì)量等具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

二、幾種主要的牛奶成分分析法

（一）化學(xué)分析法

國(guó)標(biāo)中，對(duì)牛奶等乳制品的各項(xiàng)指標(biāo)及檢測(cè)均有嚴(yán)格的規(guī)定?；瘜W(xué)分析法是國(guó)標(biāo)方法?；瘜W(xué)分析法中蛋白質(zhì)的測(cè)定常采用半微量凱氏定氮法。半微量凱氏定氮法的原理是將被測(cè)樣品與liu酸和催化劑一起加熱消化，使蛋白質(zhì)分解，分解的氨與liu酸結(jié)合生成liu酸銨，然后通過(guò)堿化蒸餾使氨游離，用peng酸吸收后再以鹽suan標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)酸的消耗量乘以換算系數(shù)，即為蛋白質(zhì)含量。該方法要求同一樣品的兩次平行測(cè)定結(jié)果之差不得超過(guò)平均值的1.5%；乳糖采用高壓液相色譜法和來(lái)因－埃農(nóng)法，兩次平行測(cè)定結(jié)果之差不超過(guò)平均值的5%。

化學(xué)方法已經(jīng)相當(dāng)成熟，可以獲得很高的精度，但得出結(jié)果所花費(fèi)的時(shí)間比較長(zhǎng)，不能滿(mǎn)足在線(xiàn)測(cè)量分析的需要。

（二）中紅外光譜分析法

中紅外光譜分析法目前比較成熟，已經(jīng)有較為的分析儀器問(wèn)世。丹麥的FOSS公司出產(chǎn)的Milk Scan系列牛奶成分快速分析儀就是其中之一。中紅外光譜分析法采用牛奶中各種成分對(duì)不同波段的吸收不同，通過(guò)測(cè)定吸收系數(shù)和散射系數(shù)來(lái)完成牛奶成分的測(cè)定。FOSS Milk 133是FOSS公司早期的產(chǎn)品，采用干涉濾光片技術(shù)，其預(yù)測(cè)精度CV值可達(dá)到5%的水平。FOSS Milk Scan FT120牛奶成分分析儀，采用傅立葉技術(shù)，對(duì)脂肪、蛋白質(zhì)和乳糖的預(yù)測(cè)精度CV值可達(dá)1%，非脂乳固體和總干物的預(yù)測(cè)精度CV值可達(dá)到0.8%。

然而，中紅外光譜分析儀的價(jià)格昂貴，體積較大，操作和維護(hù)比較復(fù)雜，不適宜于現(xiàn)場(chǎng)操作和流動(dòng)檢測(cè)。

（三）紫外線(xiàn)吸收光譜法

牛奶中蛋白質(zhì)含量還可以利用紫外光譜法測(cè)定，測(cè)定原理是牛奶中蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物的芳香環(huán)殘基在紫外區(qū)內(nèi)對(duì)一定波長(zhǎng)的光具有選擇吸收作用，并且在一定濃度范圍內(nèi)，光吸收程度與蛋白質(zhì)濃度呈線(xiàn)性關(guān)系，因此通過(guò)測(cè)定蛋白質(zhì)溶液的吸光度，即可測(cè)量出蛋白質(zhì)的含量。

紫外線(xiàn)吸收光譜法具有快速、簡(jiǎn)便、靈敏度高、再線(xiàn)性等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于非蛋白質(zhì)物質(zhì)在紫外部分也可能引起光吸收，又由于光散射的干擾，所以也有分析精度不高的缺點(diǎn)。

牛奶成分

（四）近紅外光譜分析法

近紅外光譜分析技術(shù)是利用光譜方法分析物質(zhì)的成分和結(jié)構(gòu)，具有、快速、成本低、不破壞樣品化學(xué)性質(zhì)和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在分析測(cè)試領(lǐng)域，特別是在在線(xiàn)分析和工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。在農(nóng)業(yè)、食品工業(yè)、石油工業(yè)、制藥工業(yè)和臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，近紅外光譜技術(shù)都有著成功的應(yīng)用。近紅外光譜的常規(guī)分析與紫外可見(jiàn)光譜類(lèi)似，分為透射光譜和漫反射光譜。在實(shí)際中，要根據(jù)不同的樣品性質(zhì)，采用不同的分析技術(shù)。經(jīng)常采用牛奶的不同成分在不同的波長(zhǎng)處的吸收作用建立多元線(xiàn)性回歸模型，如脂肪在1212nm、1392nm、1729nm、1763nm和2144nm處有較強(qiáng)的吸收峰，而從漫反射試驗(yàn)中，蛋白質(zhì)則在1460nm～1570nm、2050nm～2070nm、2180nm處有相當(dāng)豐富的吸收峰。在國(guó)內(nèi)，有些研究機(jī)構(gòu)在波通公司的型號(hào)為8620的奶粉分析儀上，測(cè)量了奶粉的漫反射光譜，用55個(gè)高鈣奶粉樣品利用多元線(xiàn)性回歸算法建立了模型，蛋白建模的相關(guān)系數(shù)為0.96，SEC為0.196%。

目前，國(guó)外很多公司都已經(jīng)開(kāi)發(fā)出基于近紅外光譜法的奶粉分析儀，但是由于缺乏有代表性的模型，這些產(chǎn)品的測(cè)量精度都不太讓人滿(mǎn)意，這也是近紅外光譜法需要解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

（五）超聲波檢測(cè)法

超聲波探測(cè)技術(shù)是利用高頻波與物質(zhì)之間的相互作用以獲取被測(cè)物質(zhì)內(nèi)部的物理化學(xué)性質(zhì)。超聲波根據(jù)其波型可以分為縱波、橫波、表面波和板波。而在牛奶等液體中，只能存在縱波，而其它三種都不存在波。超聲波通過(guò)介質(zhì)時(shí)大致表現(xiàn)為三種形式：壓縮波、表面波和切變波。在應(yīng)用中，較之其它兩種形式，壓縮波是zui重要的，也就是縱波的傳播形式。壓縮波在介質(zhì)中的傳遞是通過(guò)介質(zhì)的壓縮和膨脹進(jìn)行的；但這種介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在聲波作用下以原始位置為原點(diǎn)的振蕩仍服從虎克(HOOKE)定律，也就是說(shuō)，介質(zhì)的結(jié)構(gòu)在聲波傳遞過(guò)程中未發(fā)生任何根本性的破壞。

在牛奶各成分之中，脂肪等大分子物質(zhì)對(duì)超聲波的衰減影響比較大，而蛋白質(zhì)、乳糖等對(duì)超聲波的速度影響比較大，牛奶中的成分可以分為脂肪和非脂乳固體。按照兩大成分對(duì)與超聲波衰減和速度的貢獻(xiàn)，可以建立起的模型來(lái)測(cè)得各成分的百分含量，依據(jù)統(tǒng)計(jì)關(guān)系，又可以計(jì)算得到其它的成分含量。這樣就可以得出多種成分的百分含量。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在超聲波牛奶成分測(cè)量領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)展，預(yù)測(cè)精度 可以達(dá)到5%的水平，基本能夠滿(mǎn)足在線(xiàn)測(cè)量以及流動(dòng)檢測(cè)的要求。

超聲波測(cè)量方法相對(duì)于上面提到的光學(xué)方法則具有很多優(yōu)點(diǎn)。超聲波方法對(duì)測(cè)量環(huán)境的要求較低，這樣超聲波分析儀就很適合于流動(dòng)檢測(cè)。超聲波探頭相對(duì)于光學(xué)器件，價(jià)格較低，使得超聲波牛奶成分分析儀的成本較低，很適合于小型用戶(hù)使用。再加上分析時(shí)所需要的樣品量較少，使得儀器可體積可以做的很小，適于便攜使用。

三、小結(jié)

綜上所述，牛奶成分測(cè)量方法眾多，本文已經(jīng)提到了化學(xué)和光學(xué)測(cè)量方法。化學(xué)法是國(guó)標(biāo)推薦方法，精度高，但速度太慢，分析一個(gè)樣品常常需要一天時(shí)間。光學(xué)測(cè)量方法的精度也比較高，但由于光學(xué)元件對(duì)測(cè)量環(huán)境的要求較高，比如震動(dòng)等，這一點(diǎn)不適合流動(dòng)檢測(cè)，再加上光學(xué)元件的價(jià)格較高，使得小型用戶(hù)難以負(fù)擔(dān)。超聲波測(cè)量方法由于具備成本低，簡(jiǎn)便易攜的優(yōu)點(diǎn)，因此在食品分析領(lǐng)域，較易為分析工作者接受。當(dāng)然，zui終選擇哪種方法，應(yīng)由決策者根據(jù)企業(yè)實(shí)際進(jìn)行選擇。