近红外线光谱分析检测生乳乳脂含量之研究.PDF

近紅外線光譜分析檢測生乳乳脂含量之研究 連振昌 （1）萬一怒 （2 ）陳煥南 （3 ） 摘 要 本研究目的在使用近紅外線光譜分析技術，以不同的光譜修 正技巧、數學處理方法及統計迴歸，探討量測生乳中乳脂含 量的近紅外線光譜檢量線，達到快速及準確檢測生乳中乳脂 含量；研究採集泌乳牛各分房前乳，以波長 400~2500nm近紅 外線光譜進行掃瞄，由多重線性迴歸得到的檢量線其校正標 2 準偏差SEC為0.0529 ，決定係數R 為0.9982 ，預測標準偏差 SEP為0.049 ；而由修正部分最小平方迴歸得到的檢量線其校 2 正標準偏差SEC為0.0496 ，決定係數R 為0.9984 ，預測標準偏 差SEP為0.060 ；經過光譜修正及微分處理後的近紅外線光譜 可得到的較小的校正偏差 SEC及較高的決定係數R2 。 前 言 生乳是一種高營養之畜產品，含有豐富且易被人體吸收 之蛋白質、脂肪、維生素及多種礦物質，為人類最佳食 品。生乳中含水分約88﹪及固形物，其中乳糖及無機質 呈溶液狀，脂肪呈乳濁液而蛋白質呈膠質狀懸濁液分散 其中。 由生乳中的乳脂含量可判斷牛隻產乳的能力，也關係到 乳製品品質的好壞，而生乳中乳脂含量的高低是生乳計 價的依據，乳脂含量愈高的生乳價格愈好，乳脂含量的 檢驗工作在生乳收購作業中相當重要。 近紅外線（NIR ）光譜分析具有非破壞性、高精確度、 簡單、迅速的優點，目前已被廣泛用於農產品及食品， 做不同成分的非破壞性的定量檢測。 研究目的 使用近紅外線光譜分析技術，以不同的光譜修正、數學 處理及統計迴歸，分析探討生乳中乳脂含量最佳的近紅 外線光譜檢量線，作為快速及準確檢測生乳中乳脂含量 的依據；泌乳牛採集分房前乳，量測其乳脂含量，並進 行波長掃描範圍 400~2500nm的近紅外線光譜掃瞄，分房 乳樣品分成校正組及預測組。 使用多重線性迴歸（MLR ）及修正部分最小平方迴歸 （MPLS ）兩種方法對校正樣品進行迴歸，在不同的光譜 修正及數學處理下得到各種校正線方程式，然後根據最 2 低的校正標準偏差SEC及最高的決定係數R選擇其最佳檢 量線方程式，並探討其預測組的預測性能，使近紅外線 光譜的乳脂率檢量線可應用在即時檢測，以判斷牛乳品 質的良窳。 材料與方法 Ⅰ.近紅外線檢測原理 1.某波長λ之近紅外線近紅外線入射光強度 I 與透射（或 i 反射）物質後的光強度 I的比值可定義為透射率 T （或 t 反射率 R ），而對於某特定波長的吸收度λ Aλ 定義為 A = log （1/T ）或A = log （1/R ） λ λ λ λ 式中T及 R 分別是在波長λ下的透射率及反射率，當近紅 λ λ 外光線照射到物體，一部分被吸收，一部分被反射，其 它則透射物體，要定量其某些成分含量，可以應用Beer- , Lambert s law ： A = kcl