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飼料中添加油脂不*可以增加飼料的營養(yǎng)價值而且有助于改善飼料的物理性質(zhì),提高飼料的利用效率同時還可改善飼料的適口性,提高畜禽的生產(chǎn)性能,隨著畜禽生產(chǎn)對能量需求越來越高,*靠谷實(shí)類低能量的飼料難以滿足。豆油作為一種**的高能飼料油,其能值是糖類和蛋白質(zhì)的2.25倍,同時還能提供動物必需的不飽和脂肪酸,具有緩解熱應(yīng)激,改善飼料適口性和飼料外觀特性等作用,因此在畜禽飼料中被廣泛應(yīng)用,但豆油在存放過程中,容易受光、溫度、空氣中氧的作用而發(fā)生氧化酸敗,從而影響其質(zhì)量。因此飼料企業(yè)對飼料用油脂的新鮮度控制顯得非常重要。
評價油脂新鮮度和品質(zhì)的指標(biāo)包括酸價、過氧化值、丙二醛及脂肪酸組成等豆油中脂肪酸包括硬脂酸、棕櫚酸、油酸、亞油酸和亞麻酸5種,但由于實(shí)驗(yàn)過程操作步驟繁瑣、耗時耗力、消耗、機(jī)溶劑多、受人為因素影響大,且無法對到貨油脂進(jìn)行及時的檢測接收,因此快速有效的監(jiān)控方法顯得十分重要。近紅外光譜技術(shù)可利用有機(jī)化合物在波長780——2500nm的特征吸收,分析測定物質(zhì)的組成及其組分含量,具有快速、高效、無損、無污染、可在線檢測等優(yōu)點(diǎn),在農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)化工、石油等領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用,同時,在葵花籽油、茶油脂肪酸組成、芝麻油的摻偽花生高油酸選育及植物油脂氧化指標(biāo)的檢測中均有應(yīng)用。
針對目前飼料用豆油,對其脂肪酸組分、酸價、過氧化值等指標(biāo)進(jìn)行測定,同時應(yīng)用近紅外光譜儀進(jìn)行圖譜采集、模型建立及驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)豆油的快速無損檢測。
模型建立方法步驟:
01試驗(yàn)方法
1.1豆油中酸價含量的測定酸價含量的測定參照國標(biāo)GB5009.229-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中酸價的測定》方法進(jìn)行。
1.2豆油中過氧化值含量的測定過氧化值含量的測定參照國標(biāo)GB5009.227-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中過氧化值的測定》方法進(jìn)行。
1.3豆油中脂肪酸組成及其含量的測定甲脂化方法為:稱取油樣約50mg置于螺口具塞試管中,加入4mL氯乙酰-甲醇溶液,加入1mL正己烷,加入1mL十一烷酸甲酯溶液(1mg/mL),塞緊內(nèi)塞蓋,擰緊螺口蓋,置于80℃水浴鍋水浴2.5h,期間搖勻樣品及溶液兩次。水浴結(jié)束后,加入5mL無水碳酸鉀溶液(6%),蓋回內(nèi)塞及蓋子,放入離心機(jī)以1500r/min轉(zhuǎn)速離心5min,取上層溶液上機(jī)。脂肪酸組成測定采用氣相色譜法,色譜條件參考國標(biāo)GB5009.168-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪酸的測定》。
1.4豆油近紅外光譜采集:豆油近紅外光譜圖的采集采用透反射方式進(jìn)行掃描,將豆油搖勻靜置5——10min,取出2mL左右油脂樣品倒入掃描杯中,將掃描杯于恒溫加熱器中保溫30min,
待近紅外儀器預(yù)熱穩(wěn)定后(BRUKER MATRIX儀器),于樣品杯中加入鍍鋁反射塊,進(jìn)行掃描(每個樣品采集2個光譜),光譜掃描范圍4000——11500cm-1,分辨率16cm-1,掃描次數(shù)64。
02數(shù)據(jù)處理
2.1酸價、過氧化值及脂肪酸含量用Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,采用SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。
2.2近紅外圖譜數(shù)據(jù)處理:BRUKER近紅外光譜儀采用OPUS軟件中各種光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)和統(tǒng)計方法進(jìn)行校正,根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果確定*佳的定標(biāo)參數(shù)設(shè)置。光譜基線校正:矢量歸一化(SNV)和多元散射校正(MSC)等;數(shù)學(xué)處理:導(dǎo)數(shù)處理和平滑處理兩種方法。導(dǎo)數(shù)處理又分一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)處理;平滑又分移動窗口平滑和S-G卷積平滑。
2.2建模參數(shù)及模型構(gòu)建:參數(shù)對近紅外模型的建立有著至關(guān)重要的影響,包括譜區(qū)范圍、預(yù)處理方法(基線校正、數(shù)學(xué)處理)及*優(yōu)主因子數(shù)的選擇等,均會影響近紅外模型構(gòu)建的質(zhì)量。豆油模塊采用偏*小二乘法(PLS)化學(xué)計量學(xué)方法進(jìn)行建模,酸價、過氧化值、脂肪酸組分參與建模樣品均是已采用1.1、1.2、1.3方法測定化學(xué)值的代表性樣品。
03內(nèi)部驗(yàn)證
由下圖可知,內(nèi)部交叉驗(yàn)證得到各化學(xué)組分交叉驗(yàn)證均方根誤差(RMSECV)值較小且對應(yīng)相關(guān)系數(shù)R2均接近1,整體樣品分布均勻,比較集中地分布在中心線附近。這表明模型預(yù)測值與實(shí)測值比較接近,模型較穩(wěn)定強(qiáng)健。
豆油酸價內(nèi)部交叉驗(yàn)證結(jié)果豆油過氧化值內(nèi)部交叉驗(yàn)證結(jié)果
豆油棕櫚酸內(nèi)部交叉驗(yàn)證結(jié)果豆油硬脂酸內(nèi)部交叉驗(yàn)證結(jié)果
豆油油酸內(nèi)部交叉驗(yàn)證結(jié)果豆油亞油酸內(nèi)部交叉驗(yàn)證結(jié)果
豆油亞麻酸內(nèi)部交叉驗(yàn)證結(jié)果
04外部驗(yàn)證
為了更直觀地考察模型的預(yù)測能力、準(zhǔn)確性及重現(xiàn)性,對模型進(jìn)行外部驗(yàn)證。隨機(jī)挑選未參與建模的多個樣品,對其近紅外預(yù)測值和化學(xué)測定值進(jìn)行分析,比較未參與建模樣品預(yù)測值與實(shí)測值,根據(jù)平均相對偏差以及**性差異,來判斷化學(xué)組分模型預(yù)測準(zhǔn)確度的理想程度。
豆油新鮮度指標(biāo)酸價、過氧化值及特征脂肪酸含量進(jìn)行NIR定標(biāo),在保證化學(xué)檢測值及光譜掃描準(zhǔn)確的前提下,利用OPUS定標(biāo)軟件,對光譜進(jìn)行預(yù)處理,剔除異常光譜和異常值,應(yīng)用PLS建立NIR模型。通過內(nèi)部交叉驗(yàn)證和外部驗(yàn)證,驗(yàn)證建立的模型具有較好的預(yù)測能力及準(zhǔn)確性。再通過檢驗(yàn)樣本進(jìn)行分析得出,NIR法與化學(xué)檢測值結(jié)果無**性差異,近紅外定量分析技術(shù)能很好地應(yīng)用于豆油新鮮度指標(biāo)及脂肪酸組分等化學(xué)指標(biāo)預(yù)測。