紅外光譜分析原理

在整個電磁波范圍內(nèi)，包含了紫外區(qū)，可見光區(qū)，紅外區(qū)，微波區(qū)四大主要區(qū)域。其中400nm到700 nm屬于可見光區(qū)域。位于可見光和微波之間的光譜為紅外光譜，波長為0.75~100μm，其中0.75~2.5μm為近紅外，2.5~50μm為中紅外，50~100μm為遠紅外。由于有機物以及部分無機物分子中的各種化學基團（如C=C，N=C，O=C，O=H，N=H）的運動（伸縮、振動、彎曲等）都有它固定的振動頻率，當這些分子受到紅外線照射時，被激發(fā)產(chǎn)生共振，同時吸收一部分能量，通過測量吸收光的大小，可以得到極為復雜的圖譜，這種圖譜可以表示被測物質(zhì)的特征。不同物質(zhì)在紅外區(qū)域有豐富的吸收光譜，每種成分都有特定的吸收特征，這就為紅外光譜定量分析提供了基礎。

目前在ican9傅立葉紅外光譜儀的紅外光譜區(qū)域有兩種主要的光譜分析技術：紅外光照射到被測樣品后，從樣品表面反射出來的光被檢測器吸收檢測，此為紅外反射光譜分析法。它要求樣品的粉碎程度一致，從而保證樣品表面光滑一致。另一類為紅外光穿過樣品后，再被檢測器檢測到，即為紅外透射光譜分析法。該法優(yōu)點是很少或不用制備樣品，因此重復性較高。

影響乳品紅外分析結果的因素

紅外光譜分析技術雖具有快速、簡便、相對準確等優(yōu)點，在紅外光譜設備硬件保證的前提下,在乳品分析中，其準確性受多種因素的影響,以下列舉了幾種樣品方面的因素:

1分子重量的變化

季節(jié)變換對乳脂分子重量具有很大影響，因為隨著季節(jié)的差異，脂肪分子中游離脂肪酸的平均鏈長有所改變，單位重量甘油三酸酯的分子數(shù)也會改變，同時乳脂的成分和結構隨地區(qū)，乳牛品種和哺乳期的不同都有變化。

紅外光譜技術對乳脂的測定主要基于脂肪分子在紅外區(qū)域至少有兩個紅外吸收波段，即FatA（5700nmn）和FatB（3500nm）。FatA在5.7um波長處有吸收是由于脂肪里羰基C＝O鍵的伸縮振動。如果只考慮乳品在Fat A的吸收，只會得到脂肪分子的數(shù)量即C＝O鍵的多少而不會顧及脂肪酸鏈的長度和重量。FatB在3.5um處有吸收是由于脂肪酸鏈C－H鍵的伸縮振動。所以紅外測定乳脂時，必須綜合考慮Fat A和FatB的吸收。

2 均質(zhì)情況

乳脂以脂肪球形式存在于牛奶中，能夠像透鏡一樣反射紅外光，導致紅外檢測器不能分辨紅外光是反射掉了還是被吸收了，到達檢測器從而會給出錯誤的測定結果。這就是在乳脂檢測時，均質(zhì)差的牛奶和均質(zhì)好的牛奶測定結果不一致的原因。這些問題在福斯MilkoScan FT 120中已得到了解決，其內(nèi)置均質(zhì)器保證每一個樣品中脂肪球的均勻性。

3 熱處理

對牛奶進行長時間的高溫處理會導致美拉德反應，使蛋白質(zhì)和碳水化合物分子相結合，牛奶帶有棕褐色，紅外測定結果也都會受影響。因此，在紅外測定中，一些經(jīng)高溫處理過的產(chǎn)品如UHT奶，碳水化合物（糖類）和蛋白質(zhì)的測定結果會比相應的未經(jīng)高溫處理的產(chǎn)品低。

4 脂解作用

牛奶中含有能分解脂肪的脂肪酶，能夠將脂肪分子中的部分脂解為脂肪酸。導致紅外測定結果發(fā)生偏差。目前已知的促進游離脂肪酸形成的因素包括：牛奶儲存時間過長、劇烈的泵抽吸和產(chǎn)品的均質(zhì)化過程。

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