用于牛奶分析的中紅外光譜標準化及其在模型傳遞中的作用

劉銳，梁秋曼，南良康，阮健，陳焱森，李麗麗，丁芳，陳紹祜，閆青霞，張淑君

（1.華中農業大學，農業動物遺傳育種與繁殖教育部實驗室，武漢 430070；2.全國畜牧總站，北京 100125；3.中國奶業協會，北京 100193）

近年來，越來越多的研究表明采用傅里葉變換中紅外光譜（FT-MIRS）技術，通過建立相應的預測模型，可以對牛奶及乳制品中的各種成分（如蛋白質、脂肪、乳糖和無機鹽等營養物質，各種添加劑、抗生素等可能的有害物質）進行簡便、快速、實時和準確地定量分析，甚至能夠快速準確地分析和鑒定奶牛的營養水平（如飼料轉化率、能量利用率和甲烷排放情況等）、健康狀況（如酮病和乳房炎等）和生殖生理與繁殖狀況（如發情、妊娠和泌乳情況等）[1]。

開發一個穩定可靠的中紅外光譜校準模型往往需要收集大量的校準樣本，耗費大量的時間、成本和精力。然而當校準樣本的測量和用于預測的新樣本的測量之間出現儀器響應信號的變化時，這樣一個復雜的校準模型將不再適用。主要分為兩種情況，第一種是校準過程中的儀器響應不同于預測過程中的儀器響應，即一臺儀器（稱為主機，master）上建立的模型不能直接應用于另一臺儀器（稱為從機，slave），這是由于不同儀器得到的光譜信號存在差異；當單個儀器由于老化或關鍵部位零件修復更替出現儀器響應變化時，原有的模型同樣不再適用。第二種情況是校準和預測過程的測量樣本之間的物理變化。例如，如果校準過程中測量樣本的溫度與預測過程中測量樣本的溫度不相同，則利用在預測過程中收集的中紅外光譜獲得的預測將是錯誤的。……