[发明专利]牛奶中游离的牛磺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，公开了牛奶中游离的牛磺酸含量的中红外快速批量检测方法。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。经过比较确认选用了同一个牛奶样本测定第一次的MIR进行建模效果更好，选取了牛磺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。实现了原料奶中牛磺酸含量的快速、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，具体涉及牛奶中游离的牛磺酸含量的中红外快速批量检测方法。

背景技术

奶及奶制品在儿童和成人的蛋白质摄入量中占很大比例，是人体获取营养成份的重要来源，被誉为“白色血液”^[1]。牛奶中的氨基酸组成与人奶相似，必需氨基酸种类和含量丰富，是较为优质的蛋白质资源。

牛磺酸(Taurine,Tau)又称α-氨基乙磺酸，是一种含硫非蛋白氨基酸，分子式为NH₂CH₂CH₂SO₃H，在牛奶中仅以游离形式存在，1989年Gaull等提出牛磺酸为人体的条件必需氨基酸^[2]。牛磺酸虽然不参与蛋白质的生物合成，但却是维持机体正常生命活动的重要活性物质，被称为“人生命活动的润滑剂”，因此，牛奶中牛磺酸含量的分析及其检测技术的发展对牛奶的品质提升和生产指导具有重要意义，同时，对人的食品健康有着十分重要的影响。

牛磺酸广泛分布于人和动物体内的各个组织中，肾上腺、垂体、视网膜和松果体等组织中更为丰富^[3]。许多资料证明牛磺酸是动物生命活动不可或缺的营养物质，具有十分重要的生物学功能，如降低血糖^[4-6]、促进脂类的吸收^[7-8]、保护视觉神经系统、抗氧化^[9-10]、防治心血管疾病、促进婴幼儿脑组织和智力的发育等。

常见的牛磺酸测定方法有滴定法^[11-12]、比色法^[13]、薄层扫描法^[14-15]、高效液相色谱法^[16-17]和高效液相色谱串联质谱法^[18]及氨基酸自动分析仪分析法^[19]等，其中高效液相色谱法应用最为广泛，也是我国目前牛磺酸测定的国家标准方法。此类方法虽能够满足对待测物的定量检测，但成本高、操作复杂、效率低等问题也限制了其应用。中红外光谱MIR(Mid-Infrared Spectroscopy)技术是一种基于分子对光的吸收、散射、反射与透射等特性对物质进行定量和定性分析的检测技术，具有快速无损、精确高效、多组份同时测定等优点，目前已在品质检测、真假掺伪等方面广泛应用。在我国，通过MIR预测牛奶营养物质含量及奶牛的生理状况已经逐渐兴起，现已建立起对牛奶中的蛋白总含量和脂肪总含量等指标进行预测的模型。

然而，目前国内外均没有开展基于MIR的牛奶中牛磺酸含量检测技术的研究，因而需要建立适合于中国奶牛的牛磺酸含量检测方法，实现牛奶中牛磺酸含量的快速、准确和高通量测定，一方面用于奶牛性能测定，从而建立优质奶牛的性能档案体系(良种登记)，为奶牛遗传选择和遗传改良提供表型数据；另一方面用于原料牛奶中牛磺酸含量快速测定，为乳制品类型及其加工工艺的快速决定、以及功能性奶制品的发展提供参考。本发明针对目前存在的问题，建立基于MIR的牛奶中牛磺酸含量的快速检测技术，为中国奶牛业和乳品业的发展提供技术支撑、奶牛性能和奶品质数据。

发明内容

本发明的目的在于提供了牛奶中游离的牛磺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：

牛奶中游离的牛磺酸含量的中红外快速批量检测方法，包括下述步骤：