本发明专利技术属于奶牛性能测定和牛奶品质检测领域，公开了牛奶中亚油酸的中红外光谱快速批量检测方法。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。选取了亚油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，实现了原料奶中亚油酸含量的快速、准确、低成本的检测，实现了快速批量检测。实现了快速批量检测。
【技术实现步骤摘要】
牛奶中亚油酸的中红外快速批量检测方法
[0001]本专利技术属于奶牛性能测定和牛奶品质检测领域，具体涉及牛奶中亚油酸的中红外光谱快速批量检测方法。
技术介绍
[0002]牛奶的营养物质含量十分丰富，是人们日常膳食中非常重要的部分。随着人们生活水平的提高，如何使牛奶中乳脂的组成更加优质、更加有利于机体健康一直是研究的热点。
[0003]牛奶是人类重要的食物来源，其中乳脂含有约400种脂肪酸，不饱和脂肪酸约占总脂肪酸的30％
[1，2]，亚油酸，属于ω
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6型不饱和脂肪酸
[3]，是一种人体不能自行合成的必需脂肪酸。现代药理学研究表明，亚油酸可降低人体血液中的胆固醇，防止动脉粥样硬化，被誉为“血管清道夫”；亦可降低血液中的甘油三酯、低密度脂蛋白和极低密度脂蛋白的含量，维持血脂的代谢平衡；因此，其在医药上主要用于预防和治疗动脉粥样硬化、高血压、心肌梗死等疾病
[4,5]。因亚油酸还具有良好的抗炎和抗过敏活性，对皮肤具有深层保湿效果，常在洗护用品中添加
[6,7]。研究者们开展了相关实验以期望调控牛奶中亚油酸的含量来改善牛奶的品质，使牛奶更加有益。关于牛奶中亚油酸的测定方法目前有国家标准，即食品安全国家标准
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食品中脂肪酸的测定(GB5009.168
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2016)，我国规定了乳与乳制品中的脂肪酸使用气相色谱法进行检测(GB 5009.168—2016)
[8]，此方法能定量检测脂肪酸的种类和含量，但样品前处理过程复杂，耗时长，且成本高，研究者们试图对该方法进行改进，国内外对于牛奶脂肪检测的主要方法有气相色谱法、紫外分光光度计法、液相色谱法等，但都存在成本高和效率低等问题，很难在生产实践中快速批量化使用。中红外光谱MIR(Mid
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Infrared Spectroscopy)技术是一种非常经济高效的检测工具，通过中红外光对分子中特定化学键吸收所在的频率和对应的波峰的不同，来预测所研究物质和性状的性质或含量，从而可以得知生物的生理状态等信息。随着傅里叶中红外(Fourier Transform Mid
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Infrared，FT
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MIR)光谱法在乳品检测行业的兴起以及对乳中脂肪酸含量预测准确性的不断提高
[9
‑
11]，该技术已成为一个大规模检测乳中脂肪酸含量的常规且快速有效的方法，也为脂肪酸的遗传分析和选择提供了巨大潜力
[12]，但目前在畜牧行业中暂无精度很高的亚油酸含量的快速批量检测模型。
[0004]目前国外早已开始了基于中红外检测牛奶中物质成份的研究，但都存在精度不高，特征波段不够准确等问题，国内还没有相关报道。与其它国家相比，中国奶牛因受到国内气候、地理环境和饲养条件等影响，与国外奶牛存在较大差异，牛奶品质也有其特点，国外检测模型并不一定适合于中国奶牛，故需要尽快建立具有我国自主产权的适合于中国奶牛牛奶的亚油酸含量检测方法，不仅可用于快速、高效、准确和无创测定奶牛泌乳性状中重要性能指标亚油酸含量，为奶牛遗传育种提供表型数据及理论依据，而且可检测分析原料牛奶及奶制品中亚油酸含量，为乳业加工业和消费者提供参考。本专利技术的目的即为解决目前存在的问题，建立乳中亚油酸的快速检测技术，为中国奶业的发展提供技术保障。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供了牛奶中亚油酸的中红外光谱快速批量检测方法，该方法具有简单、快速和批量等优势。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提供了牛奶中亚油酸的中红外光谱快速批量检测方法的应用。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采取以下技术措施：
[0008]牛奶中亚油酸的中红外光谱快速批量检测方法，包括下述步骤：
[0009]1.采集牛奶样本中的红外光谱中特征波段为：972.22cm
‑1‑
1103.38cm
‑1、1130.39cm
‑1‑
1361.87cm
‑1、1535.48cm
‑1‑
1809.40cm
‑1、1913.57cm
‑1‑
2291.65cm
‑1、2303.23cm
‑1‑
2554.00cm
‑1、2654.30cm
‑1‑
2878.07cm
‑1、2993.81cm
‑1‑
3248.44cm
‑1、3302.45cm
‑1‑
3460.63cm
‑1、3468.34cm
‑1‑
3819.42cm
‑1、3912.01cm
‑1‑
4224.51cm
‑1、4251.52cm
‑1‑
4425.13cm
‑1、4533.15cm
‑1‑
4594.88cm
‑1、4737.62cm
‑1‑
5015.40cm
‑1中的MIR数据；
[0010]2.将测定所得到的MIR数据代入diff2+diff1+PLSR(n_component＝5)模型中，即可输出亚油酸含量的预测结果。
[0011]所述的diff2为二阶差分，diff1为一阶差分。
[0012]以上所述的方法中，优选的，步骤1中每一段波段前后允许有两个波点的差距。
[0013]本专利技术的保护内容还包括：上述检测方法用于检测牛奶中亚油酸的含量。
[0014]与现有技术相比，本专利技术优点在于：
[0015]1.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。
[0016]2.选取了亚油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。
[0017]3.实现了原料奶中亚油酸含量的快速、准确、低成本的检测，实现了快速批量检测，每一个样本的测定时间仅需10
‑
15秒，提高了检测效率，具有较强的实用性，将可广泛应用于奶牛性能测定和牛奶质量品质检测。
附图说明
[0018]图1为未经处理的牛奶样品中红外光谱图(a)与平均光谱图(b)。
[0019]图2为diff2+diff1预处理后的牛奶样品中红外光谱图。
[0020]图3为选取的十三个特征波段光谱总图(a)以及每个特征波段放大图(b)。
[0021]图4为模型牛奶数据真实值与预测值相关性与拟合直线图。
具体实施方式
[0022]本专利技术所述技术方案，如未特别说明，均为本领域的常规方案；所述试剂或材料，如未特别说明，均来源于商业渠道。
[0023]1.实验材料
[0024]试验材料来源于我国五个地区11个省份36奶牛场的266头中国荷本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.牛奶中亚油酸的中红外光谱快速批量检测方法，包括下述步骤：采集牛奶样本中的红外光谱中特征波段为：972.22cm
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1103.38cm
‑1、1130.39cm
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1361.87cm
‑1、1535.48cm
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1809.40cm
‑1、1913.57cm
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2291.65cm
‑1、2303.23cm
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2554.00cm
‑1、2654.30cm
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2878.07cm
‑1、2993.81cm
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3248.44cm
‑1、3302.45cm
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【专利技术属性】
技术研发人员：张淑君，樊懿楷，陈绍祜，刘光磊，李建斌，李喜和，刘建营，仲跻峰，闫青霞，刘祯，孙伟，颜远义，郭建超，李彦芹，张铁柱，李春芳，王景霖，张静静，丁磊，
申请(专利权)人：中国奶业协会上海奶牛育种中心有限公司山东省农业科学院畜牧兽医研究所内蒙古赛科星家畜种业与繁育生物技术研究院有限公司广东省农业技术推广中心，
类型：发明
国别省市：
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