【儀器儀表商情網 技術分析】在生鮮乳收購和生產過程中,需要準確、快速的測定牛乳中脂肪、蛋白質、乳糖、總固體等主要成分的含量，脂肪和蛋白質的含量是決定牛奶品質的核心指標，因此乳成分的檢測就顯得尤為重要。檢測乳成分的方法很多，有前文敘述過的蓋勃法測定脂肪，凱氏定氮法測定蛋白質等方法，本文主要敘述紅外法測定乳成分。

1、什么是紅外光譜法？

光譜測定法的基本原理是通過傳感器讀出將信號振幅疊加后的頻率/精確的波長。紅外光譜法則是利用近紅外和中紅外對樣品成份進行定性、定量分析。       

圖1 幾種常見的有機光譜分析技術

2、紅外光譜如何產生？

來自紅外光源的紅外光束經過光束分解器，這個光束分解器將一半光束送到一個固定鏡子，另一半光束送到可移動鏡子。來自鏡子的紅外光束在它們達到探測器之前發生反射并且重新結合。所有頻率的紅外光束在同一時間通過干擾儀，并且鏡子的快速移動能同時產生完整的干涉圖。然后利用傅立葉變換將干涉圖轉換為光譜圖。

圖2 紅外光譜的產生

3、紅外光譜如何分辨不同成分？

分子中存在著O-H, N-H, C-H, S-H等不同官能團，不同官能團對應著不同組分。而引起官能團振動的波長也各不相同。紅外干涉儀中的動鏡可以提供不同頻率的紅外光束引起相應的官能團振動，從而分辨不同的成分。

圖3 不同組分對應的主要紅外吸收

4、紅外光譜如何確定成分的濃度？

當光譜與觀察室中的樣品接觸后，由于分子振動的原因，總有一部分紅外光被特定的官能團所吸收，通過比爾定律或其他內置的數學模型可以確定樣品中的組分濃度。

圖4 不同分子的振動方式

5、乳成分的各組分之間是如何換算的？

以下是簡單的幾個計算公式，供大家參考：

牛乳=水+總固體即   

水分+總固體=100%   （1）

一般總固體含量在12%左右，水分含量在88%左右。

  總固體（TS）=脂肪（F）+蛋白質（P）+乳糖（L）+灰分（A）  （2）

一般認為灰分含量在0.7%左右，在粗略計算中可以忽略不計。

即  總固體（TS）=脂肪（F）+蛋白質（P）+乳糖（L）  （3）

由于生鮮乳中脂肪的含量變化較大，所以單獨列出了非脂乳固體的概念。

非脂乳固體SNF=總固體（TS）-脂肪（F）  （4）