生鮮牛乳作為一種天然乳濁液，在近紅外光譜的測量過程中，粒徑較大的脂肪球顆粒易上浮到牛乳表層，可能會影響牛乳近紅外光譜的測量重復(fù)性，進(jìn)而影響牛乳成分預(yù)測精度。

以入口溫度為50℃，不同均質(zhì)處理后的牛乳樣品為研究對象，通過測量不同均質(zhì)處理后的牛乳樣品的近紅外光譜圖，以重復(fù)性誤差為評估方法，可分析均質(zhì)處理對牛乳近紅外光譜測量重復(fù)性的影響規(guī)律。

均質(zhì)處理對牛乳近紅外光譜的影響規(guī)律

原乳和不同壓力下的均質(zhì)乳的近紅外漫反射光譜曲線

牛乳的光譜曲線隨波長的變化不受均質(zhì)壓力影響，且均質(zhì)乳的吸光度明顯小于原乳的吸光度。通過吸光度的計算公式可得，均質(zhì)乳的漫反射光強要大于原乳的漫反射光強。

此外，不同壓力下的均質(zhì)乳的漫反射光譜曲線差異不大，均質(zhì)乳的近紅外光譜具有良好的穩(wěn)定性。在全波長范圍內(nèi)，原乳和均質(zhì)乳均有5個明顯的吸收峰，分別位于972.83、1194.75、1440.33、1799.17和1909.13nm處（0MPa）。972.83、1440.33和1909.13nm處的吸收峰分別與水中O-H官能團(tuán)的第二泛音、第一泛音和組合有關(guān)；而1194.75和1799.17nm處的吸收峰分別與C-H官能團(tuán)的第二泛音和第一泛音有關(guān)。

為了更清楚地認(rèn)識均質(zhì)壓力對牛乳吸光度的影響，將牛乳的近紅外光譜分為短波（800~1100nm）、中波（1100~1700nm）和長波（1700~2500nm）。

不同波段下的牛乳（原乳和均質(zhì)乳）的近紅外光譜曲線

在20/5~90/5MPa之間，牛乳的吸光度不隨均質(zhì)壓力增加而下降，即牛乳的吸光度與牛乳顆粒大小之間不存在明顯的線性關(guān)系。此外，在1909.13nm處，均質(zhì)乳的譜峰位置約向右偏移了5~20nm，而其余吸收峰的位置并未出現(xiàn)明顯的偏移。

牛乳成分復(fù)雜，其中影響牛乳吸收系數(shù)的主要是牛乳成分含量；而影響牛乳散射特性的主要是脂肪球顆粒和蛋白質(zhì)膠束。均質(zhì)處理不僅降低了牛乳中顆粒的大小，還增大了牛乳中顆粒的數(shù)目。根據(jù)代表層理論，顆粒數(shù)目增加，使得牛乳中顆粒排列更加密集，不僅增強了顆粒的散射作用，還增大了牛乳的漫反射率，進(jìn)而增大了均質(zhì)乳的漫反射光強，Z終導(dǎo)致均質(zhì)乳的吸光度小于原乳的吸光度。

均質(zhì)處理對牛乳近紅外光譜測量重復(fù)性的影響規(guī)律

原乳和均質(zhì)乳吸光度的測量重復(fù)性誤差

測量重復(fù)性誤差δA隨波長的變化與吸光度具有相似的趨勢。除90/5MPa外，其余壓力下的均質(zhì)處理明顯降低了δA的值，說明適宜壓力的均質(zhì)處理能夠明顯改善牛乳近紅外光譜的測量重復(fù)性。

在70/5MPa下，δA的值Z?。坏?0/5MPa下，δA的值Z大，說明在70/5MPa下，近紅外光譜的測量重復(fù)性好；在90/5MPa下，近紅外光譜的測量重復(fù)性Z差。

在全波長范圍內(nèi)，牛乳（原乳和均質(zhì)乳）樣品的δA均有4個明顯的峰。分別位于1057.34、1450、1897.95和2411.72nm處（90/5MPa）。查閱相關(guān)資料可知，1057.34nm處的峰可能與結(jié)合O-H官能團(tuán)的第二泛音有關(guān)。1450nm處的峰可能與水中O-H官能團(tuán)的第一泛音有關(guān)。1897.95nm處的峰可能與水中O-H官能團(tuán)的組合有關(guān)。2411.72nm處的峰可能與C-H官能團(tuán)的組合有關(guān)。

在 1057.34、1450 和 1897.95 nm 處，均質(zhì)壓力對 δA 的影響

在1057.34nm處，均質(zhì)壓力對δA的影響不明顯。然而，在1450和1897.95nm處，均質(zhì)壓力對δA的影響較明顯。在0~70/5MPa之間，隨著均質(zhì)壓力增加，δA總體上呈下降趨勢，并在70/5MPa下取得Z小值，之后隨著均質(zhì)壓力增加而增加，說明基于近紅外光譜法的牛乳品質(zhì)檢測的適宜均質(zhì)壓力為70/5MPa。