核磁共振光谱与牛奶中的乳糖含量

　　什么时候不含乳糖才意味着不含乳糖？食品企业需要找到方法来回答这个问题，等等，核磁共振光谱很快就能帮到他们了。

　　乳糖定量的必要性

　　核磁共振光谱的准确定性食品和液体中的成分的能力是一个对食品企业和使用的人来说都是非常重要的工具。它有非常广泛的应用，从检测食品是否符合法律要求到检测食品的造假和污染都在它的应用范围之内。

　　在日常生活中，有必要有一个可信的方法来保证那些声称不含乳糖的产品的乳糖含量。这对于世界上70%的乳糖不耐受人群来说是非常重要的。这在那些出于宗教原因而选择不含牛奶产品的人中是一个增长的市场。

　　然而，牛奶的替代品，例如那些基于谷物和大豆的产品，在文学中并没有受到太多的关注，而且也不清楚如何准确的标出这些产品中的乳糖含量。

　　核磁共振光谱的优势

　　现在已经有一些可靠的方法来确认牛奶中的乳糖含量，最平常的是用分光光度计测一个酶分析。其他的包括生物传感器，比色法，近红外光谱和色谱法。

　　然而，这些都不适合快速鉴定，而且这些大多数都无法检测低含量的乳糖。尤其，近红外是最早被发现不适合检测不含乳糖产品或者是大豆替代品中的低含量的乳糖。

　　相反地，核磁共振光谱的性能却使它成为这个目的的理想选择。这种方法只需很少量的样品而且可以迅速出结果，使得很多的样品分析只需很小一段时间。而且，因为很多的核磁共振光谱的信号对应一个给定分子的浓度，所以在一个样品中，它可以同时鉴定好几种成分。而且，他的检出限可以低至mg/L。

　　将核磁共振光谱投入到实际应用

　　2012年，Monakhova et al.发现核磁共振光谱可以用来将奶制品和替代品分成五种不同的类型，而且可以测出浓度很低的乳糖含量。

　　科学家们使用1H核磁共振光谱来分析在当地商店买的84种奶制品和牛奶替代品。因为他们的很多的数据都是重合的，他们对其中的一种主成分进行分析在6-3ppm的范围之内。结果显示，样品可以分成五个类型：牛奶，无乳糖牛奶，豆制品，燕麦和大米。

　　使用类模拟软独立建模，科学家们可以准确的将12个样品分成同样的类型，没有假阴性也没有假阳性。

　　在早前的研发中，核磁共振光谱只能将牛奶分成2种类型。但是，科学家们展示将核磁共振光谱和化学计量学技术结合起来，例如PCA，他就可以鉴别牛奶和替代品的类型。

　　而且，Monakhova et al.用二维空间的核磁共振光谱展示从0.05g/L到50g/L的浓度都可以测，这么宽的测量范围，足够测量不管是无乳糖含量的产品还是普通的奶制品了。

　　核磁共振光谱正在增长

　　尽管核磁共振光谱在企业中非常有潜力，它并没有被广泛应用到食品的正规测试或者是质量控制实验室中。但是，这将会改变，随着设备和软件的升级。

　　例如，布鲁克的产品有着自动的工作流程，从样品制备到样品更换再到数据分析和存档都无需认为操作。

　　布鲁克的 Avance III NanoBay NMR ,与Monakhova et al.使用的是部分相同的。提供了高尖端的集成光谱技术，提高了效率和质量。他的紧凑的设计使得它适合小型实验室。

　　同时，布鲁克的软件，例如CMC-asissit可以无缝连接布鲁克的所有光谱仪的自动数据分析，Icon-NMR支持样品转化器和样品处理器使得核磁共振光谱仪大大提高了通量。