近紅外光譜技術在反芻動物營養中的應用

史艷麗，郭 濤，代露茗，王 力，李 飛，劉保倉

（1.草地農業生態系統國家重點實驗室 / 蘭州大學農業農村部草牧業創新重點實驗室 / 蘭州大學草地農業科技學院,甘肅 蘭州 730020；2.阿克蘇泰昆飼料有限責任公司, 新疆 阿克蘇 842008）

20 世紀60 年代，美國的Norris 等[1]首次利用近紅外光譜技術分析谷物中的水分、蛋白質、脂肪等成分的含量。隨著與化學計量學和計算機技術相結合的近紅外儀器的迅速發展，使近紅外光譜技術在食品、醫藥、畜牧等領域的應用研究陸續展開[2-4]。近紅外光譜技術(near-infrared reflectance spectroscopy,NIRS)是一種根據樣品中有機分子含氫基團在近紅外區有特異吸光度，結合偏最小二乘法(partial least square, PLS)、人工神經網絡和支持向量機等機器學習構建樣本光譜與濕化學分析值之間線性或非線性關系的預測模型，從而實現生物材料中養分含量的快速測定[5]；每種化合物中的氫鍵和其他分子鍵都有獨特的近紅外光譜[6]，如同指紋圖譜，為各個營養成分的定性和定量分析奠定了基礎。對于待測樣品，掃描其光譜，即可根據已建的NIR 預測模型得到其組成成分的含量或性質參數[7]。與其他光譜技術相比，近紅外光譜波長(780～2 500 nm)范圍短，穿透能力強[8]，為各類生物材料提供了一種既無需復雜的樣品前處理，也不消耗化學試劑的快速分析方法；與實驗室濕化學分析方法相比，近紅外光譜技術分析樣品具有快速、便捷、低成本、無污染等優點[9]。雖然近紅外光譜法很大程度取決于參考方法的準確性和精密度，但其預測具有更好的重現性[8]。……