豆浆中蛋白质检测方案

智能文字提取功能测试中

2001年第四期食品科技58Food Science and Technology No. 4， 2001 利用 NIR 技术快速测定豆浆晶中蛋白质和糖分 王京宇 (北京市粮食科学研究所 100053) 摘要：使用 Perten 公司近红外测定仪和所提供的软件，开发了测定豆浆晶中蛋A白质和糖分的定A标曲线。测定结果表明：近红外仪测定结果与实AA验室常规方法测定结果相关性大于0.98，两者测A定结果差异蛋白质为0.26%、糖分为0.38%，说A明利用近红外技术可以快速、准确地测定豆浆晶A中蛋白质和糖分的含量。 AVAVAVAVAVAVAVA 关键词：NIR；快速测定；豆浆晶；蛋白质；糖分>< < < 中图分类号：TS207.3 文献标识码：A 文章编号：1005-9989(2001)04-0058-03 Abstract： Developed calibration curves for protein and sugarcontent in soybean milk powder using Perten NIR analyzer andsoftware provided. The analysis results show that the correlationbetween NIR results and routine LAB results greater than 0.98，the difference between protein result is 0.26%， the differencebetween sugar result is 0.38%. It indicated that NIR techniquecan be used in rapid and accurate analysis for protein and sugarcontent in soybean milk powder. Key words： NIR， rapid analysis， soybean milk powder， protein，sugar 0 前言 大豆是深受我国人民喜爱的传统食品，有口感好、营养丰富等特点。大豆优质植物蛋白含量高达37%~45%，富含氨基酸、卵磷脂(1.8%~3.2%)等营养物质，更因其低脂肪、低糖分、不含胆固醇，能有效预防、缓解现代人因营养结构失衡导致的肥胖、高血脂、以及由此引起的心脑血管疾病，被中外食品和营养专家誉为21世纪的健康食品。 以大豆为主要原料加工成的豆浆晶、豆乳等制品在我国很受欢迎。世界卫生组织和联合国粮农组织专家认为，人体要达到均衡营养每天需要约10000kJ的热量、75g的蛋白质和65g的脂肪。中国人的膳食结构基本上属于高谷物膳食类型，动物性蛋白食物消费比例明显偏低，而富含优质植物蛋白的豆类食物则可以很好地弥补这一缺陷。按照均衡营养结构原则，豆浆富含植物蛋白营养成份，满足了中国人的营养均衡调整的需要。所以应提倡让广大青少年和学生多食用豆类制品和奶制品，这对青少年的身体健康发育很有益处。 西方人也逐渐认识到东方人食用豆制品的营养价值与疗效价值，认为豆食品是最有发展潜力的新世纪 ( 收稿日期：2001-05-15 ) ( 作者简介：王京宇(1973-)，男，学士，从事粮油检测方面的研究工作。 ) 理想食品。西欧、北美等国已重新认识大豆，他们不仅提倡喝牛奶，同时也提倡喝豆浆、豆奶。 蛋白质和糖分的含量是豆浆晶制品的重要指标，对指导生产具有非常重要的意义。按传统方法测量蛋白质和糖分需要几个小时的时间，不能满足生产要求，因此迫切需要快速测定方法，达到调节生产工艺、保证产品质量的目的。本文介绍了利用近红外技术开发快速测定豆浆晶中蛋白质和糖分含量的新方法。 NIR 基本原理 近红外反射(NIR -Near Infrared Reflectance)检测技术是近年来发展起来的一种快速测定有机物中各种成分的新技术，利用近红外仪可以在不到 1min 的时间内同时测定出样品中的水分、蛋白质、脂肪、纤维、糖分等成分。 近红外光是波长1000nm~2500nm 的电磁波(光波)，由于其波长范围与红外光波长相邻，因此称为近红外光。众所周知，→一切物质都是由原子和分子组成，分子中的原子是以化学键的形式相结合的，不同类型的化学键(如：C-C，C-H，H-O，N-H等)能级不同，同种类型的化学键又有不同振动能级。当近红外光照射到有机物质上时，近红外光中与该物质化学键相同能级的近红外光会发生共振现象，被该物质化学键所吸收，而不同能级中的近红外光被反射，由于化学键的选择吸收作用，形成了该物质的特定的近红外吸收光谱，同时该光谱中的吸收峰的光密度值与该物质中特定化学键的数量成正比。 当用特定波长的近红外光照射样品时，一部分被样品吸收，另一部分被样品反射出来。测量样品的近红外光反射特性就可以知道样品的吸收特性，反射光同样带有样品化学键的信息。 入射光=吸收光+反射光 反射率(R)=反射光强/入射光强 光密度(A)= log(1/R) 用不同波长的近红外光照射样品，可得到一组不同波长下相应的光密度值，用波长对光密度作图，可得到样品的吸收光谱图，吸收峰的位置与样品中化学结构有关，同时峰位上的光密度值的大小反映了样品中某种成分的高低，符合比耳定律，样品光吸收量的多少与样品中某种成分含量的多少成正比关系。 2 近红外测定仪工作原理 近红外测定仪是根据近红外反射原理研制成成，由光学系统(见图1)和电子系统两大部分组成，其光学系统由卤钨灯、透镜、滤光片、积分球、红外探测器、 参照基准板和样品槽组成。卤钨灯发出近红外光，由透镜聚焦成平行光，经滤光片形成单一波长的近红外光，照射到样品表面，一部分近红外光被样品吸收，另一部分反射到有镀金层的积分球中，经积分球反射到探测器表面，将光信号转换成电信号，由电路部分进行处理。当完成一个滤光片测量后，另一个滤光片进入光路中继续测量，这样就可得到多个波长的样品光密度值，经电路部分处理代入定标方程计算后就可得到样品中的相应成分含量。 +Cnlog1/Rn)*S 式中：Y一测定结果； CO—截距常数； log1/R一光密度； 1-n—滤光片编号。 镀金积分球样品 图1 近红外仪光学系统原理图 3 定标校准曲线的开发与豆浆晶中蛋白质和糖分测定 3.1 仪器用具及实验室常规测定方法 3.1.1 Inframatic 8620 型近红外仪一台 Inframatic8620型近红外仪是瑞典 Perten 公司生产的20个滤光片仪器，滤光片波长范围1400nm~2400nm，配有粉状样品槽，内置软件可存储定标曲线，完成测定后可自动显示和打印测定结果。 3.1.2 密闭高速实验室粉碎磨一台 3.1.3 微机一台 与IBM 兼容计算机，带有RS-232串口，并安装有 Perten NIR 校准软件。 3.1.4 蛋白质和糖分实验室常规测定方法 蛋白质：凯氏定氮法；糖分：还原糖直接滴定法。 3.2 样品选择与粉碎 3.2.1 样品选择 共收集广西一家豆乳厂生产线上生产的75份加糖速溶豆浆晶样品，由豆乳厂按常规方法测定蛋白质和糖分含量，选择其中蛋白质和糖分含量有一定差异的样品40份作为定标样品。 3.2.2 样品粉碎 由于加糖速溶豆浆晶样品颗粒大小不是十分均匀，且吸水性很强，所以要用密闭的高速粉碎机粉碎，粉碎时间为 1min，将样品粉碎成颗粒均匀的粉末。 3.3 建立定标方程 3.3.1 样品数据采集 将安装有 Perten NIR 校准软件的计算机通过 RS -232 串口与 Inframatic 8620 型近 红外仪连接，将粉碎好的加糖速溶豆浆晶样品装入近红外仪的样品槽中，用压紧器压实，通过 NIR 校准软件的数据采集程序将样品各滤光片的光密度值采集到计算机中，同时输入样品蛋白质和糖分的实验室测定值。采集数据过程中要对每份样品进行双试样测定，全部样品光学数据采集完毕后，利用数据显示分析程序检查样品实验室数据是否被正确输入，如有错误，用改变数据程序进行更正。 3.3.2 回归分析 利用 NIR 校准软件中的回归程序对所采集的样品蛋白质和糖分数据分别进行多元线性回归计算，得到全部滤光片组合的回归方程及参数(包括相关系数，标准差，T检验值，F检验值，各滤光片常数值等)。 3.3.3 确定定标方程利用 NIR 校准软件中自动滤光片搜寻程序，分别确定测定样品蛋白质和糖分的最佳滤光片组合回归方程，并计算出CO(截距常数)、S(斜率常数)和C1一Cn(光光片常数)等。样品近红外值与实验室值相关性坐标图见图2、图3.将测定样品蛋白质和糖分的最佳滤光片组合回归方程当作该成分的定标校准曲线方程， CO、S和C1—Cn等常数为定标校准曲线常数。 图2 加糖速溶豆浆晶蛋白质 NIR 值与实验室值相关性坐标图 图3 加糖速溶豆浆晶糖分 NIR 值实实验室值相关性坐标图 3.3.4 向近红外仪输入定标校准曲线方程 将上述计算出的 CO、S和C1—Cn 等定标校准曲线常数输入到近红外仪中，即将定标校准曲线方程输入到近红外仪中。这样，就可以用近红外仪测定未知的豆浆晶样品，得出豆浆晶中的蛋白质和糖分含量。 3.3.5 结果验证 取10份未知加糖速溶豆浆晶样品(不包含在定标样品内)，分别装入近红外仪进行测 试，同时用实验室常规方法对样品进行测定。近红外仪测定值与实验室常规方法测定值对比见表1。 表1未知样品近红外仪测定值与实验室常规方法测定值对比 样品 蛋白质(%) 糖分(%) 编号 NIR值 常规值 差值 NIR 值 常规值 差值 1 10.5 10.24 +0.26 67.0 67.34 -0.34 2 9.8 9.60 +0.20 72.5 72.12 +0.38 3 9.9 9.64 +0.26 72.3 72.11 +0.19 4 11.3 11.11 +0.19 65.2 65.45 -0.25 5 8.8 8.56 +0.24 76.5 76.18 -0.32 6 9.9 9.96 -0.06 72.4 72.09 +0.31 7 7.7 7.48 +0.22 64.7 64.52 +0.18 8 10.2 9.95 +0.25 69.2 69.37 -0.17 9 7.2 7.32 -0.12 57.8 57.56 +0.24 10 10.1 9.85 +0.25 71.1 71.36 -0.26 由表1可知，近红外仪测定值与用常规方法测定出的结果差别很小。 结论 量是可行的，测定结果与常规方法结果无显著差异，两者相关系数大于0.98，近红外法测定结果与实验室常规方法测定误差蛋白质小于0.26%、糖分小于0.38%，测试精度能满足实验室常规分析的要求，完全可以用于指导生产和成品检验，控制产品质量。 与常规方法相比，近红外仪测定速度快、操作简单，测定结果精度与基准方法精度相近，不使用化学试剂，操作安全。 近几年来近红外快速测试技术发展很快，广泛应用于食品、粮油加工、农业等部门。随着技术的发展和不断积累经验，近红外速测试技术将发挥更大、更好的作用。 ( 参考文献： ) ( [ 1 ] N IR Theory - The Basics. W es Shadow - Perten I n struments North A merica Inc. ) ( [2] NIR Software M anual. Perten I nstruments AB， 1 9 93 ) ( [3] P ractic a l NIR Spectroscopy with A p plications i n Food B G Os b orne，TFearn， P H H i ndle. A nalysis and B everage A nalysis Longman Sci - entific & T e chnic a l ISBN 0 -583-09946-3， 1 993.220 ) 海外传真 双倍效能的 TANGO 咖啡蒸馏机 为了满足不断增长的市场需求，全新的全自动TANGO 咖啡蒸馏机已经面世，相对现有的型号来说，TANGO 的性能可增加一倍。 掣，选择所需的饮料，再将杯子放在合适的位置即可。 TANGO 可以配制出24种不同口味的咖啡饮品，包括蒸馏咖啡、普通咖啡、牛奶咖啡、热牛奶咖啡、混 TANGO 设计别具创意，机身配有两个咖啡浸泡装置，利用同一机件便可同步操作。这种设计使咖啡流出量倍增，一次可泡制四杯，最高每小时可达400杯。 ( 合型咖啡以及无咖啡因咖啡等。 ) 这种独特的结构不仅可以配制咖啡(利用内置的两部研磨机即时磨制)，还可将沉淀物从两个泡制箱中排出。 TANGO 的电子程式可自动调控所有参数，如咖啡数量及其成色、温度与泡制箱压力，以及咖啡配制量等。所有操作不经人手，使用时只需按动键盘上的钮 服务软件将自动指定不同程式，进入自动清洗、节能或候用模式，并对机械及电动系统进行维修与保养。 〔法国科技新闻处 (PTPO)专供本刊] 会器 首届(上海)中外食品发展高级论坛将于金色八月举行 市场经济，风起云涌，食品产业当向潮头立。中国入世近在咫尺，食品企业如何应对?民以食为天，人类进入新纪元，与大家生活息息相关的食品在新世纪又将呈现何种发展态势?食品安全问题，大众瞩目，HACCP 在食品行业中有何应用?知己知彼，百战不殆，美国、加拿大、法国、日本等国外同行在食品加工、销售方面有何高招?定于2001年8月30日在上海举办的首届(上海)中外食品发展高级论坛，将给您一个全面的满意的答案，让您在一天之内，开阔眼界、增长见识、收获多多。此次活动将体现“层次高、规模大、思维新”的特色，并将努力使之办成中国食品业的“财富论坛”. 此次论坛得到了中国轻工业联合会和国家食品流通开发中心的支持，由《食品开发》杂志主办，上海市商业委员会、上海市商业信息中心、上海市食品协会、上海市食品学会、上海市连锁商业协会、上海市出入境检验沐疫局等单位协办，特别得到美国驻沪总领馆农贸处、 加拿大和法国驻沪领事馆商务处和法国食品协会的大力支持与密切配合。 “新经济、新战略、合作创新、开发市场、共促繁荣”是本次论坛的主题。主要议程包括：上午的主题报告及下午的中文、英文两个分会场的专题报告，报告内容涉及二十一世纪中国食品产业的发展战略、中国零售业的现状及未来几年形势展望、加入WTO 对食品业的影响、食品企业的竞争战略与营销策划、食品安全、食品法律及国外食品业发展潮流、食品贸易政策、法规等。本次论坛中还将举办供、产、销联谊活动。 亲自聆听、面对面交流，十几位国内外知名学者、专家所作的精彩演讲是所有食品业同行不可错过的良机。论坛报名工作已全面铺开，主办单位已开通垂询热线：(021)62131948。 前100位报名者将获赠最新版《食品产业2001年年鉴》一本!