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近紅外光譜法快速檢測(cè)飼料原料

豆粕作為油脂加工的副產(chǎn)物，是棉籽粕、花生粕、菜籽粕等 12 種動(dòng)植物油粕飼料產(chǎn)品中產(chǎn)量最大，用途最廣的一種。作為一種高蛋白質(zhì)物質(zhì)，豆粕是制作牲畜與家禽飼料的主要原料，還可以用于制作糕點(diǎn)食品，健康食品以及化妝品和抗菌素原料。豆粕中粗蛋白質(zhì)含量高達(dá) 30～50%，大約 85% 的豆粕被用于家禽和豬的飼養(yǎng)，豆粕內(nèi)含的多種氨基酸適合于家禽和豬對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求。實(shí)驗(yàn)表明，在不需額外加入動(dòng)物性蛋白的情況下，僅豆粕中所含有的氨基酸就足以平衡家禽和豬的營(yíng)養(yǎng)，從而促進(jìn)牲畜的營(yíng)養(yǎng)吸收。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，豆粕分為三個(gè)等級(jí)，一級(jí)豆粕、二級(jí)豆粕和三級(jí)豆粕。對(duì)于飼料企業(yè)而言，不同等級(jí)的豆粕不僅價(jià)格上存在較大差異，而且作為飼料原料，對(duì)于飼料成品的質(zhì)量有重要影響。對(duì)于飼料企業(yè)而言，快速準(zhǔn)確的分析豆粕的品質(zhì)，對(duì)于企業(yè)的生產(chǎn)消耗與盈利具有重要影響。

評(píng)定豆粕品質(zhì)需要粗蛋白，粗脂肪，水分灰分等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，目前用于這些指標(biāo)的分析方法主要為傳統(tǒng)的理化分析方法，采用這種方法進(jìn)行測(cè)定常常需要破壞樣品，耗時(shí)長(zhǎng)，購(gòu)買大型化學(xué)分析儀器，且需要裝配良好的實(shí)驗(yàn)室和經(jīng)過培訓(xùn)的操作人員，有的需要使用危險(xiǎn)性化學(xué)試劑，一定程度上制約了飼料行業(yè)的發(fā)展。為了對(duì)飼料原料進(jìn)行品質(zhì)監(jiān)控，需要一種快速、費(fèi)用低和非破壞性的測(cè)量方法，一次完成幾種不同又有關(guān)聯(lián)的質(zhì)量指標(biāo)分析。近紅外光譜分析技術(shù)滿足了以上各種需求，能夠在短時(shí)間內(nèi)快速判定樣品信息，并能夠完成以上有機(jī)指標(biāo)的測(cè)定。同時(shí)也能做到對(duì)樣品無損害，了解飼料原料的質(zhì)量狀況，以及精準(zhǔn)控制飼料加工的進(jìn)程，保障飼料的質(zhì)量和安全，提高飼料企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1測(cè)量?jī)x器

采用步琦旁線近紅外 proximate，擁有 IP66 的防護(hù)等級(jí)，采用固定光柵設(shè)計(jì)，無可移動(dòng)部件，穩(wěn)定耐用，不僅可以放置在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，也可以放置在潮濕多塵的生產(chǎn)車間，在生產(chǎn)過程中取樣檢測(cè)，只需幾秒，便可持續(xù)提供精確測(cè)量值，確保最大生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品的質(zhì)量。

▲ BUCHI Proximate近紅外光譜儀

2實(shí)驗(yàn)方法

隨機(jī)選取豆粕樣品并掃描樣品，得到樣品近紅外吸收光譜。

▲豆粕近紅外光譜圖

模型建立及模型評(píng)價(jià)。

▲粗蛋白的化學(xué)值與預(yù)測(cè)值的相關(guān)關(guān)系圖

▲水分的化學(xué)值與預(yù)測(cè)值的相關(guān)關(guān)系圖

▲粗纖維的化學(xué)值與預(yù)測(cè)值的相關(guān)關(guān)系圖

豆粕中蛋白質(zhì)，水分 以及粗纖維的實(shí)際測(cè)量值和預(yù)測(cè)值具有較小的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù) R2 都達(dá)到 0.8 以上，粗蛋白和水分相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到 0.888 和 0.867，粗纖維相關(guān)系數(shù) 0.844，三個(gè)指標(biāo)的偏差值 SEC 分別為0.23,0.17,0.18。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，近紅外作為一種快速的測(cè)量方法，其定標(biāo)模型顯示較高的精確度，穩(wěn)定性，并且可以代替化學(xué)方法測(cè)定豆粕中蛋白質(zhì)，水分，粗纖維的含量。該方法不僅僅局限于豆粕，對(duì)于其它飼料原料以及成品同樣可以快速測(cè)定。對(duì)于飼料企業(yè)而言，近紅外光譜技術(shù)能夠從飼料原料，到生產(chǎn)過程，到飼料成品進(jìn)行質(zhì)量控制，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，降低勞動(dòng)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。