核磁共振光譜與牛奶中的乳糖含量

　　什么時候不含乳糖才意味著不含乳糖？食品企業需要找到方法來回答這個問題，等等，核磁共振光譜很快就能幫到他們了。

　　乳糖定量的必要性

　　核磁共振光譜的準確定性食品和液體中的成分的能力是一個對食品企業和使用的人來說都是非常重要的工具。它有非常廣泛的應用，從檢測食品是否符合法律要求到檢測食品的造假和污染都在它的應用范圍之內。

　　在日常生活中，有必要有一個可信的方法來保證那些聲稱不含乳糖的產品的乳糖含量。這對于世界上70%的乳糖不耐受人群來說是非常重要的。這在那些出于宗教原因而選擇不含牛奶產品的人中是一個增長的市場。

　　然而，牛奶的替代品，例如那些基于谷物和大豆的產品，在文學中并沒有受到太多的關注，而且也不清楚如何準確的標出這些產品中的乳糖含量。

　　核磁共振光譜的優勢

　　現在已經有一些可靠的方法來確認牛奶中的乳糖含量，最平常的是用分光光度計測一個酶分析。其他的包括生物傳感器，比色法，近紅外光譜和色譜法。

　　然而，這些都不適合快速鑒定，而且這些大多數都無法檢測低含量的乳糖。尤其，近紅外是最早被發現不適合檢測不含乳糖產品或者是大豆替代品中的低含量的乳糖。

　　相反地，核磁共振光譜的性能卻使它成為這個目的的理想選擇。這種方法只需很少量的樣品而且可以迅速出結果，使得很多的樣品分析只需很小一段時間。而且，因為很多的核磁共振光譜的信號對應一個給定分子的濃度，所以在一個樣品中，它可以同時鑒定好幾種成分。而且，他的檢出限可以低至mg/L。

　　將核磁共振光譜投入到實際應用

　　2012年，Monakhova et al.發現核磁共振光譜可以用來將奶制品和替代品分成五種不同的類型，而且可以測出濃度很低的乳糖含量。

　　科學家們使用1H核磁共振光譜來分析在當地商店買的84種奶制品和牛奶替代品。因為他們的很多的數據都是重合的，他們對其中的一種主成分進行分析在6-3ppm的范圍之內。結果顯示，樣品可以分成五個類型：牛奶，無乳糖牛奶，豆制品，燕麥和大米。

　　使用類模擬軟獨立建模，科學家們可以準確的將12個樣品分成同樣的類型，沒有假陰性也沒有假陽性。

　　在早前的研發中，核磁共振光譜只能將牛奶分成2種類型。但是，科學家們展示將核磁共振光譜和化學計量學技術結合起來，例如PCA，他就可以鑒別牛奶和替代品的類型。

　　而且，Monakhova et al.用二維空間的核磁共振光譜展示從0.05g/L到50g/L的濃度都可以測，這么寬的測量范圍，足夠測量不管是無乳糖含量的產品還是普通的奶制品了。

　　核磁共振光譜正在增長

　　盡管核磁共振光譜在企業中非常有潛力，它并沒有被廣泛應用到食品的正規測試或者是質量控制實驗室中。但是，這將會改變，隨著設備和軟件的升級。

　　例如，布魯克的產品有著自動的工作流程，從樣品制備到樣品更換再到數據分析和存檔都無需認為操作。

　　布魯克的 Avance III NanoBay NMR ,與Monakhova et al.使用的是部分相同的。提供了高尖端的集成光譜技術，提高了效率和質量。他的緊湊的設計使得它適合小型實驗室。

　　同時，布魯克的軟件，例如CMC-asissit可以無縫連接布魯克的所有光譜儀的自動數據分析，Icon-NMR支持樣品轉化器和樣品處理器使得核磁共振光譜儀大大提高了通量。