奶粉一致性测试

概述

筛查材料中是否存在掺假物是许多企业的一项基本任务。某种掺假物的筛查方法可能会失败，因为新的掺假物可能被用来通过既定的筛选方法。在已知材料中检测未知掺假物是一项真正的挑战。材料的光谱指纹是可用于此应用的强大工具。NeoSpectra 提供快速、准确的现场分析，以验证接收材料的纯度。在本应用说明中，我们演示了如何使用 NeoSpectra 手持式近红外光谱仪快速检测奶粉中是否存在掺假物。

导言

乳制品是世界上消费最广泛的商品之一，使牛奶成为掺假程度最高的食物之一。尿素（氨基甲酰胺）-CO（NH₂)₂) 是牛奶的天然成分，富含氮气。在典型的牛奶测试实践中，牛奶的蛋白质含量是通过分析氮含量来估算的。因此，为了增加牛奶中可检测到的氮含量，尿素通常被用作牛奶掺假剂。这种做法允许掺假者错误地将他们的牛奶标记为蛋白质含量更高的质量更高的牛奶，并收取更高的价格。

该实验旨在通过检测尿素对近红外（NIR）光的光谱响应来识别奶粉样品中尿素的存在。这为检测样本中是否添加了任何掺假物提供了强大的分析工具。这表明，NeoSpectra扫描仪以其便携性、紧凑的尺寸和成本效益为特征，可以在现场筛选纯材料。

NIR 如何用于一致性测试

合规性意味着确保产品符合特定的质量标准和要求。近红外（NIR）光谱通过使用光来帮助实现这一过程。NeoSpectra 扫描仪将光照射到样品上，并分析反射光的响应。每种材料都有独特的反射图案，例如指纹。通过将这种模式与标准样品的模式进行比较，溶液可以快速判断样品是否符合要求的标准。复杂的算法计算一致性指数 (CI)，该数字显示样本与标准的匹配程度。

实验设计

样品组：

共从不同的商业来源收集了5个奶粉样本。

样本分为两大类：

• 参考样品：纯奶粉样品
• 测试样本：粉末奶样本中掺杂了不同浓度的尿素：1.25%、2.5% 和 5%。

为了确保模型在不同设备上的可重复使用，共使用了 5 种仪器来收集光谱。一台仪器用于收集参考样品，其余4台仪器用于收集测试样本的光谱。

测量条件：

• 设置：使用粉末套件进行反射
• 光谱范围：1,350 — 2,550 nm
• 扫描时间：3 秒
• 测量：使用NeoSpectra扫描仪对每个样品进行了4次测量，并对分析进行了平均值。
• 间隔时间：12 秒
• 温度：室温

筛选算法

参考光谱均值周围的包络被用作验收标准。如果测试光谱完全处于该包络范围内，则该样本通过了该筛选算法，否则，该样本与参考样本不匹配。包络基于每个波长的参考光谱的标准偏差，如图 1 所示。

测试时，测试光谱与平均参考光谱的偏差除以每个波长下参考光谱的标准差。

评估指标是所有波长的最大归一化偏差，称为一致性指数。

CI= max [(test_sectrum_我-我的意思是_我 )/std_我 ]

哪里是测试频谱_我 是测试样品在波长 i 下的光谱响应，平均值_我 是参考样本在波长 i 和 std 处的光谱响应的平均值_我 是波长 i 处参考样品光谱响应的标准差。

筛选算法内置在 NeoSpectra Conformity 应用程序中，使用户能够自行开发快速通过/未通过测试模型。