激光鲜乳蛋白质快速测定技术的研究

激光鲜乳蛋白质快速测定技术的研究

侯志灵[1]2003年在《激光鲜乳蛋白质快速测定技术的研究》文中研究表明本论文从理论和实验上详细研究了利用激光散射原理快速测量牛乳蛋白质含量的测定技术。 由于牛乳蛋白质的测量精度要求很高,为了消除因入射光的光功率漂移而引起的误差,我们采用散透比法来测量牛乳蛋白质的含量,即在光的入射平面内同时90°处的散射光光强Is和测量0°处的透射光光强It,用它们的比值来表征测试牛乳蛋白质含量的光学参量。因为牛奶中含有脂肪和蛋白质两种散射大分子;而且由于无法先用一种快速溶解液将脂肪快速溶解掉而只剩下蛋白质,如果用一种较慢的方法除去脂肪,就脱离了我们设计快速测试仪的初衷。因此只能直接测量牛乳这一复合体中的蛋白质,而利用一种单色光直接测量牛乳这一复合体中的蛋白质在国际上尚属空白。从上世纪五十年代起,就有人利用光散射原理测量牛乳脂肪的研究,并有仪器出现(只是由于这种仪器存在问题而没有普及)。但是半个世纪以来利用该原理测量牛乳蛋白质的研究却始终没有成功。这是迄今没有利用该原理研制出牛乳多成份测试仪的关键所在。经过大量实验和对牛乳脂肪蛋白质的散射特性分析,我们找到了他们的散射规律,并建立了牛乳脂肪和蛋白质的关联散射模型,并采用多元线性回归的曲面拟合法彻底突破了这一难关,无需把蛋白质从牛乳中分离出来,可直接对牛乳这一复合体中的蛋白质进行测量,完全实现了快速而准确的牛乳蛋白质测试,为利用光散射原理同时测量牛乳多成份这一研究领域开辟了光明而广阔的前途。同时也为将该理论应用于同时测量多种成分物质的研究领域奠定了基础。 由于我国乳品工业与发达国家的差距仍然十分明显,而且牛乳的质量检测是最薄弱环节之一,因此牛乳蛋白质快速测定仪的成功开发,对促进我国乳品工业发展,提高乳品质量会带来巨大贡献,它有广阔的市场前景和很大的社会、经济效益。尤其在加入WTO后的今天,为增强我国乳品工业的国际竞争力,具有重大现实意义。

谭昌龙[2]2004年在《激光牛乳蛋白质快速测定标准方程的研究》文中研究指明本论文从理论和实验上详细研究了利用激光散射原理快速测量牛乳蛋白质含量测定技术中的标准方程。 牛乳中含有脂肪和蛋白质两种散射大分子,而且由于无法用一种溶解液将脂肪快速溶解掉而只剩下蛋白质,因此只能直接测量牛乳这一复合体中的蛋白质。而利用一种单色光直接测量牛乳这一复合体中的蛋白质在国际上尚属空白。我们从比尔定律出发,用透射光强和散射光强的比值来表征测试的光学参量,建立了牛乳中脂肪、蛋白质关联散射模型。对该模型进行多元线性回归分析,得到了测量牛乳中蛋白质浓度的标准方程。研究了牛乳不同稀释倍率对蛋白质浓度测量的影响,确定了最佳牛乳稀释倍率范围。分析了确定一个有效的标准方程所需定标奶样数目与哪些因素有关,为在实际测量中,快速、准确建立标准方程提供了理论和技术指导。应用上述方法,无需把蛋白质从牛乳中分离出来,可直接对牛乳这一复合体中的蛋白质进行测量,完全实现了快速而准确的牛乳蛋白质测试,这是一个十分有意义的理论和技术突破,为利用光散射原理同时测量牛乳多成份这一研究领域开辟了光明而广阔的前途。同时也为将该理论应用于同时测量多种成分物质的研究领域奠定了基础。 由于我国乳品工业与发达国家的差距仍然十分明显,而且牛乳的质量检测是最薄弱环节之一,因此牛乳蛋白质快速测定仪的成功开发,对促进我国乳品工业发展,提高乳品质量会带来巨大贡献,它有广阔的市场前景和很大的社会、经济效益,为增强我国乳品工业的国际竞争力,具有重大现实意义。

冯旭东[3]2013年在《奶制品中蛋白质的检测仪器和方法研究》文中提出本文针对国内奶制品中蛋白质含量测定与质量控制过程中长期存在的检测仪器成本较高、检测方法耗时较长以及对掺假(伪)物识别能力较差等难题,研制了3种小型化检测仪器和4种快速检测方法,可用于快速测定原奶总蛋白和奶制品中真蛋白、皮革水解蛋白、植物蛋白的含量,基本上满足了奶制品中蛋白质主要掺假(伪)物检测的需求,具有显着的实用价值。基于近红外光谱法,研制开发出一种原奶中总蛋白含量测定专用的新型低成本短波近红外漫透射光谱测量仪器,该仪器基于卤钨灯光源—固定光栅—阵列检测光电传感器设计,可用于原奶样品的现场或在线检测,无需样品前处理操作,不消耗化学试剂,单样品检测时间在15s以内;检测结果与凯氏定氮法相比无显着性差异。采用有机染料作为探针,建立了一种奶制品中真蛋白含量的褪色—比色测定方法,并研制出与该方法配套的专用小型仪器检测系统。对显色温度、时间和非蛋白氮干扰物质等测量影响因素进行了系统考察研究,结果表明,该检测系统测定结果准确、检测速度快,单样品的处理和检测时间在10min以内,并可避免常见非蛋白氮物质的干扰。根据皮革水解蛋白中羟脯氨酸含量较高的特点,通过对皮革水解蛋白质的高温催化消解和羟脯氨酸显色系统研究,建立了奶制品中皮革水解蛋白专用检测方法,并研制出多通道高温催化消解设备和皮革水解蛋白检测仪;通过对催化消解条件的优化,使单批样品(25个)的前处理时间在35min以内完成,检测结果与国标方法吻合。基于胶束电动毛细管色谱法对不同尺寸蛋白质分子的分离能力,提出了一种可对奶制品中特征乳蛋白和掺杂大豆蛋白分布情况进行快速筛查的新方法。通过对分离条件的优化,实现了对奶制品中特征乳蛋白含量的定量测定和大豆蛋白的定性分析。

李林强, 王亮, 田苏辉, 朱莉莉, 田万强[4]2017年在《牛羊乳蛋白质粒度对其热处理沉淀率的影响》文中研究说明研究牛羊乳蛋白质粒度大小对其热处理沉淀率的影响。采用离心沉淀、原子力显微镜、激光粒度仪和SDS-PAGE分析热处理后(95℃,15 min)牛羊乳蛋白质沉淀率、表面形貌、牛羊鲜乳蛋白质粒度和酪蛋白组成。结果表明:羊乳热处理后沉淀率显着高于牛乳(p<0.05);羊乳蛋白质粒子明显大于牛乳,其蛋白质热处理片状凝聚程度(35 858.15 nm~2)大于牛乳(18 215.18 nm~2);鲜牛乳蛋白质粒度大小主要集中在1 nm以下,鲜羊乳蛋白质粒度在1 nm以下相对较少,主要分布在1~1 000 nm之间;牛羊鲜乳酪蛋白主要有β-酪蛋白和αs1-酪蛋白两种,相对分子质量分别为34 000和26 000左右。牛乳的热稳定性高于羊乳;蛋白质粒度大小是影响其热稳定性的直接因素;原子力显微镜结合激光粒度仪是分析乳蛋白粒度的有效手段。

张从超[5]2017年在《生牛乳中金黄色葡萄球菌的快速检测及耐药性研究》文中指出金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)是常见的食源性致病菌,广泛存在于自然环境中;S.aureus在适当的条件线,能够产生肠毒素,引起食物中毒。S.aureus是奶牛乳房炎的主要病原菌,抗生素的滥用导致耐药性金黄色葡萄球菌的出现并泛滥,同时增加了多重耐药的危险,这对人类的健康造成直接威胁。因此,对于食源性耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的耐药性及危害性的研究关乎人类的身心健康,具有积极的意义。本次研究从济南市各大奶牛场采集130份生牛乳样品,利用生化鉴定法鉴定出样品中的S.aureus;利用基质辅助激光解吸电离-飞行时间-质谱(MALDI-TOFMS)技术对金黄色葡萄球菌进行鉴定,验证其快速检测食源致病菌的可行性;采用金黄色葡萄球菌肠毒素检测试剂盒对鉴定出的S.aureus进行肠毒素检测;利用PCR法对S.aureus肠毒素进行分型;采用微量肉汤稀释法进行抗生素敏感实验,检测S.aureus主要研究结果如下:(1)采集的130份生鲜牛乳样品来自济南6个不同地区,采集形式分为生鲜乳收购站采集样品与奶牛运输车采集样品,利用传统生化鉴定与API法鉴定,共有57份样品判定检出金黄色葡萄球菌,平均检出率为44.62%。JA1到JA6地区生鲜乳样均有金黄色葡萄球菌检出,从实验结果可以看出,6个地区生鲜乳收购站样品中金黄色葡萄球菌检出率均高于生鲜乳运输车;虽然污染程度差异明显,但总体污染程度均低于1000CFU/ml。(2)对实验获得的57株金黄色葡萄球菌进行肠毒素的检测,利用酶联免疫法与胶体金快速检测试纸条鉴定出11株产肠毒素菌株,产毒结果为SEA型、SEB型和SEB型。利用PCR法对57株金黄色葡萄球菌进行肠毒素基因的检测,肠毒素基因分型结果显示,共有57株菌株中共有有SEA、SEB、SEC、SEE、SEG和SHE型6种肠毒素基因型,各类型的肠毒素菌株在地区分部较为均匀,差异不明显,其中以SEG和SHE型肠毒素的菌株数量最多(SEG:52.63%,30/57;SHE:36.84%,21/57)。(3)对57株金黄色葡萄球菌进行药物敏感实验,利用微量肉汤稀释法,选取12种抗生素药物,结果发现,对青霉素耐药的菌株最多,耐药率87.72%,其次为氨苄西林,耐药率84.21%,另外对红霉素,克林霉素的耐药性也较高;共有50株金黄色葡萄球菌均具有多重耐药性;多重耐药菌株主要来自JA1、JA2、JA3地区,在这其中以耐3种药物与耐5种药物的菌株数量最高,而耐药谱种类较多,受地区间差异影响较大。(4)利用MALDI-TOF MS检测鉴定样品中的金黄色葡萄球菌,与传统生化鉴定发和API法进行对比,MALDI-TOF MS对57株金黄色葡萄球菌在属水平上的鉴定结果可信度均超过了95%,与传统生化鉴定和API法结果一致。证明了MALDI-TOF MS在食源性致病菌检测方面的稳定性良好,同时其检测速度快,高通量,相比其他方法优势较大。同时对57株细菌进行蛋白指纹图谱的聚类分析,对菌株之间的同源性进行比较,按照50%相似性即500处作为判定水平,57株金黄色葡萄球菌被分为5个类型,6个地区的样品混合分布于5个聚类分析类型里。(5)将MALDI-TOF MS方法收集到的质谱图进行分析,将菌株的耐药性结果与蛋白指纹图谱进行比较,研究发现MALDI-TOF MS可以快速检测抗β-内酰胺类抗生素药物的金黄色葡萄球菌,在质谱图中表现出了特殊的峰值;对耐氨基糖苷类、氯霉素、克雷霉素类抗生素的金黄色葡萄球菌也能够检测鉴定。

韩瑞芳[6]2015年在《利用分子学方法研究生鲜乳中细菌的多样性》文中研究表明牛乳及乳制品具有极高的营养价值,在人们日常的膳食结构中占有重要的地位和作用。同时,它也为各类细菌的生长滋生提供了良好的介质。生鲜乳的品质好坏是影响乳制品质量安全的关键,必须从根源上控制生鲜乳的质量。因此,有必要建立一种快速有效的检测方法对生鲜乳中微生物的种类及群落结构进行分析。本研究选择山东和宁夏的生鲜乳(即刚挤出的未经处理的生鲜牛奶)作为研究对象,采用传统分离纯化、生理生化特性的分析、可培养菌株DNA的提取-PCR扩增16S rDNA基因片段-分子测序获取生鲜乳中菌群的16S rRNA基因全序列信息,应用微生物学方法和分子生物学方法相结合的方式对山东和宁夏生鲜乳中细菌的种类、菌群多样性和群落结构进行分析。对16S rDNA序列分析结果表明:山东A、B、C叁处在6月份的生鲜乳奶样中34株可培养菌株鉴定出来的细菌种属主要有不动杆菌属Acinetobacter sp.占细菌总数的26.5%和克雷伯氏菌属Klebsiella sp.占细菌总数的14.7%。宁夏D、E、F叁处在10月份的生鲜乳奶样中21株可培养菌株鉴定出来的细菌种属主要有乳酸乳球菌乳酸亚种Lactococcus lactis subsp.lactis和不动杆菌属Acinetobacter sp分别占细菌总量的33.3%和14.3%。山东A处在10月份的生鲜乳样中9株可培养菌鉴定出的细菌种类主要是绿脓假单胞菌Pseudomonas aeruginosa占细菌总数的22.2%。由于大部分的细菌不能通过培养的方式被鉴定出来的,因此通过纯培养的方式不能真正反映生鲜乳中细菌的种类多样性。由于生鲜乳中的菌量较少,直接提取宏基因组DNA较困难,因而本研究先将生鲜乳中的菌体快速过滤富集后,再提取宏基因组DNA,以细菌的通用引物27F和1492R扩增16S rDNA片段,将PCR扩增产物与T-载体相连,连接产物转化至大肠杆菌感受态细胞DH5a,菌落PCR筛选阳性转化子,并用限制性内切酶MspⅠ和HaeⅢ对阳性转化子的菌落PCR扩增产物16S rDNA片段进行酶切,获得酶切指纹图谱,利用ARDRA多态性分析聚类,去除两种酶切产物都相同的菌株,挑选出代表性菌株并进行16S rDNA测序,获得生鲜乳中细菌的16S rDNA文库,对16S rDNA序列分析结果表明:山东10月份生鲜乳样A克隆文库中主要乳酸菌Lactic acid bacterium占克隆总数的25%。宁夏克隆文库主要为乳球菌属Lactococcus sp.占克隆总数的62.5%。由于利用16S rDNA-ARDRA建立克隆文库研究细菌的多样性时也存在着一定的局限性,因此可将两种方法结合起来,以便我们更好地了解生鲜乳中细菌的种群结构和多样性。通过对生鲜乳中细菌种类的鉴定结果分析表明生鲜乳中的细菌具有多样性,从致病性上来看,可培养菌株主要为条件致病菌或腐败菌,无烈性致病菌。

侯志灵, 姬广举, 侯庆春, 谭昌龙, 于助[7]2003年在《激光快速测定牛乳蛋白质质量分数》文中提出通过实验和数据分析,根据光散射原理,建立了利用散透比快速测量牛乳蛋白质的理论模型,推导了散透比与牛奶脂肪和蛋白质质量分数的函数关系,得到了它的标准曲面方程并进行了误差讨论.结果表明,利用本理论测量牛乳蛋白质相对误差<0.1%,重复性好,速度快,操作简单.为研制快速蛋白质测定仪提供了理论基础.

裴晓光[8]2009年在《牛奶成分快速检测技术研究与系统设计》文中研究指明随着生活水平的提高,人们对牛奶的需求量不断增加,牛奶质量日益成为人们关注的焦点,而牛奶成分的快速检测已成为食品安全领域的一个重要课题。本文在总结目前现有牛奶成分检测方法的基础上,将光散射测量技术应用到牛奶成分检测中,提出了一种快速检测牛奶成分的新方法。利用同时测量前向和侧斜向散射光的方法,检测牛奶中主要粒子的浓度,从而确定牛奶中主要成分的含量。本文首先分析了牛奶中的主要成分,并在此基础上,对光散射测量原理进行了比较深入的研究,基于Mie散射理论,建立了散射测量牛奶中主要成分粒子浓度的数学模型,论述了牛奶成分快速检测的原理。其次根据系统需求搭建了以ARM9和线列CCD为核心的牛奶成分快速检测硬件平台,并完成了基于Windows CE嵌入式系统的牛奶成分快速检测系统的软件设计。最后对检测系统进行了调试,并对其误差进行了分析。在完成系统设计的基础上,对牛奶进行了大量测量实验。实验结果表明,采用光散射测量方法,不仅可以对测量结果进行很好的物理解释,而且能对牛奶中蛋白质和脂肪浓度进行快速检测。实验数据表明,其测量精度和重复性误差都小于4%,满足牛奶成分快速检测的精度要求。

刘洋[9]2016年在《奶牛舍空气微生物菌群组成及对乳中微生物影响的研究》文中指出随着乳品工业的快速发展及人们对健康生活的崇尚,乳制品的安全备受关注,原料乳中微生物对乳制品品质和安全性的影响是关注的焦点;而奶牛养殖环境中的空气微生物会直接影响奶牛的健康,进而影响原料乳的质量。空气微生物主要以微生物气溶胶形式存在,微生物气溶胶是指含有微生物或生物分子等生命活性物质的微粒悬浮于空气中组成的稳定分散体系。奶牛舍空气微生物主要有葡萄球菌、链球菌、芽孢杆菌、不动杆菌等细菌,酵母菌、放线菌、霉菌等真菌和病毒;乳中微生物主要有病原微生物、有益菌、腐败菌和真菌几大类。本研究选取哈尔滨市叁种不同养殖方式的牛舍作为采样地,牛舍A、B、C分别位于哈尔滨市周边的南北东西方位;使用固体撞击式空气微生物采样器采集叁个牛舍四季的空气微生物样品,同时取叁个牛舍奶牛所产头叁把乳和混合乳样;采用平板菌落计数法和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)对样品中微生物进行菌落总数测定和菌群组成鉴定。比较样品中微生物菌落总数与菌群组成、并对其中优势菌群进行聚类分析,探讨牛舍空气微生物对原料乳中微生物的影响。为牧场管理原料乳质量提供一定的理论依据。通过比较乳中微生物菌落总数发现:头叁把乳高于混合乳样;春夏季高于秋冬;B牛舍高于A、C。开放期(春夏季)牛舍乳中乳酸菌、肠杆菌和葡萄球菌占细菌总数的41.07%、30.36%和12.50%;封闭期(冬季)牛舍乳中葡萄球菌、无乳链球菌和蜡样芽孢杆菌占细菌总数的64.86%、10.81%和6.76%。聚类分析显示乳中微生物来源广泛。通过比较牛舍空气中微生物菌落总数发现:开放期牛舍低于封闭期且七月最低;牛舍A在不同季节存在显着性差异(P>0.05);牛舍B、C在封闭期时差异性不显着(P<0.05)与开放期差异性显着。开放期牛舍空气中葡萄球菌属、芽孢杆菌属占细菌总数的32.76%、45.69%;封闭期牛舍空气中芽孢杆菌属、不动杆菌属、葡萄球菌属和肠球菌占细菌总数的48.44%、6.64%、17.19%和25.01%;聚类分析显示其来源广泛。由于乳与牛舍空气中相同细菌的亲缘关系远,相同来源的可能性低。因此,控制原料乳中微生物的菌群组成和数量要着重对奶牛健康状况、牛体清洁程度、榨乳环境的卫生条件、榨乳及储乳设备的清洗方面进行控制。

王云[10]2006年在《温度对近红外光谱技术检测牛奶成分影响的研究》文中研究表明牛奶质量问题日益引起人们的重视,脂肪和蛋白的含量是决定牛奶质量的核心指标,传统的化学检测法耗时较长,对操作人员的要求较高,无法满足现代质量控制的要求,因此急需研究快速准确的检测方法。本课题组应用近红外光谱检测技术于牛奶成分的定量检测,它快速、无污染、不破坏样品、可以实现快速检测,有广泛的应用前景。本论文主要针对近红外光谱技术检测牛奶成分含量的温度影响因素进行初步研究。牛奶光学特性参数可以表述牛奶的光学性质,是牛奶结构和生理生化参数的光学表征。论文应用组织光学的基本理论,利用IAD计算与Monte Carlo模拟,得到牛奶的吸收系数、散射系数、光学穿透深度等光学特性参数随温度的变化趋势,分析结果表明:随着温度的升高,光穿透牛奶样品的深度缓慢增大,散射系数逐渐减小,其平均温度改变值约为-6.13×10~(-2)(mm~(-1)℃~(-1)),吸收系数变化情况规律难循,未计算出具体数值。并推断上述现象的原因可能是由折射率随温度的改变而引起的。为消除温度对牛奶近红外光谱检测的影响,论文分别建立了全局温度校正模型和专一温度校正模型,结果表明两种模型均能提高牛奶检测的精度,对比结果得出,全局温度模型具有抵制温度变化的能力,模型的稳健度和温度适应性较强,最佳校正结果可达:脂肪模型的相关系数R=0.995和预测标准偏差RMSEP=0.102,蛋白质模型的相关系数R=0.988和预测标准偏差RMSEP=0.151。在建立校正模型时,应用实验设计方法对校正集样品的浓度进行设计、并采用多种数据预处理方法优化定量模型的精度。

参考文献:

[1]. 激光鲜乳蛋白质快速测定技术的研究[D]. 侯志灵. 哈尔滨理工大学. 2003

[2]. 激光牛乳蛋白质快速测定标准方程的研究[D]. 谭昌龙. 哈尔滨理工大学. 2004

[3]. 奶制品中蛋白质的检测仪器和方法研究[D]. 冯旭东. 吉林大学. 2013

[4]. 牛羊乳蛋白质粒度对其热处理沉淀率的影响[J]. 李林强, 王亮, 田苏辉, 朱莉莉, 田万强. 食品与生物技术学报. 2017

[5]. 生牛乳中金黄色葡萄球菌的快速检测及耐药性研究[D]. 张从超. 齐鲁工业大学. 2017

[6]. 利用分子学方法研究生鲜乳中细菌的多样性[D]. 韩瑞芳. 齐鲁工业大学. 2015

[7]. 激光快速测定牛乳蛋白质质量分数[J]. 侯志灵, 姬广举, 侯庆春, 谭昌龙, 于助. 哈尔滨理工大学学报. 2003

[8]. 牛奶成分快速检测技术研究与系统设计[D]. 裴晓光. 沈阳理工大学. 2009

[9]. 奶牛舍空气微生物菌群组成及对乳中微生物影响的研究[D]. 刘洋. 东北农业大学. 2016

[10]. 温度对近红外光谱技术检测牛奶成分影响的研究[D]. 王云. 天津大学. 2006

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激光鲜乳蛋白质快速测定技术的研究
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