[发明专利]牛奶中游离的赖氨酸含量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，具体涉及牛奶中游离的赖氨酸含量的中红外光谱快速批量检测方法。申请人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。最终选取了赖氨酸的特征吸收波段。经过比较确认选用了同一个牛奶样本两次测定的平均光谱进行建模效果更好，选取了赖氨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。实现了原料奶中赖氨酸含量的快速、准确、低成本的检测，将可广泛应用于奶牛性能测定和牛奶质量品质检测。

技术领域

本发明属于奶牛性能测定和牛奶品质检测领域，具体涉及牛奶中游离的赖氨酸含量的中红外光谱快速批量检测方法。

背景技术

牛奶是人类饮食中蛋白质的重要来源，牛奶中蛋白质的氨基酸组成与人乳较相近，含有人体内不能合成的8种必需氨基酸，如赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸等，合成人体蛋白时生物效价高，氨基酸的利用率也高。

赖氨酸(Lysine,Lys)分子式为C₆H₁₄N₂O₂，是人体最重要的一种必需氨基酸，决定着其他氨基酸的利用程度^[1]。已有研究表明，赖氨酸是人体第一限制氨基酸，具有重要的生物学功能，如提高机体免疫力^[2-4]、增进食欲^[5]、促进矿物质的吸收^[6]、参与酮体的生成和葡萄糖的代谢(在禁食情况下,是重要的能量来源之一)^[7]、维持体内酸碱稳态、增强胃液分泌、缓解焦虑情绪^[8-10]等。同时，赖氨酸也能促进某些营养素的吸收，能与一些营养素协同作用，更好地发挥各种营养素的生理功能^[11]。牛奶中氨基酸共有两种存在状态，一是以单个氨基酸的形式游离存在，二是以蛋白质或肽的形式结合存在，本发明中使用的含量即为牛奶中游离存在的赖氨酸含量。

近年来，奶中营养成份含量的研究成为一大热点，赖氨酸作为牛奶的重要功能性营养成份深受关注。牛奶中游离赖氨酸含量的传统检测方法主要有氨基酸自动分析仪分析法^[12-14]、高效液相色谱法^[15-16]等，目前暂无国家标准方法用于奶制品中游离的赖氨酸含量的测定。传统方法均存在成本较高、耗时长、自动化程度低等问题，虽然应用较多，但难以满足牛奶检测现代化与标准化的需求。中红外光谱(Mid-Infrared Spectroscopy)是由特定官能基团基本振动而引起的吸收条带，可用于鉴定有机物成份的结构，并且可用于定量分析。随着数字时代的到来，中红外光谱技术得到迅速发展，可将化学计量学方法与中红外光谱大数据结合并运用到牛奶的快速分析检测中，以提高牛奶营养物质定量分析的效率，实现牛奶品质简便、无污染、无损耗检测。

我国奶业虽然在中红外光谱技术研究领域起步较晚，但也取得了较大的成果，目前我国已经可以通过中红外光谱技术对牛奶中蛋白总含量和脂肪总含量等指标进行检测，但暂无基于中红外光谱的牛奶中游离赖氨酸含量的快速批量检测模型，因而急需准确性高、适应性强的牛奶中游离赖氨酸含量的快速批量检测方法，用于高通量、大规模地测定牛奶中游离的赖氨酸含量，构建牛奶中营养物质含量的快速、高效、低成本、高精度、无损伤、智能化检测系统，解决牛奶品质安全信息无法有效获取的关键科技问题，开发我国鲜奶产后商品化处理产业存在的巨大潜在市场^[17]。本发明的目的即建立牛奶中游离的赖氨酸含量的快速批量检测技术，为中国奶业的发展提供技术保障和数据基础。

发明内容

本发明的目的在于提供了牛奶中游离的赖氨酸含量的中红外快速批量检测方法，方法简单，快速，与真实值相比，准确率高。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术措施：

牛奶中游离的赖氨酸含量的中红外快速批量检测方法，包括下述步骤：