近日，西北农林科技大学机械与电子工程学院朱新华教授在基于介电谱技术的乳品品质快速检测研究方面取得新进展。研究成果“Hydration dominates dielectric spectroscopy-based high accuracy quantification of lactose content in cow's milk”发表于中科院二区Top期刊Journal of the Science of Food and Agriculture。论文第一单位为西北农林科技大学机械与电子工程学院，硕士研究生方东根为论文第一作者，朱新华教授为论文通讯作者。
乳糖含量是影响牛奶及乳制品质量的关键因素。建立一种快速检测乳糖含量的方法具有重要意义。近红外光谱受牛奶散射效应的影响，导致检测乳糖含量的准确性不理想。介电光谱具有波长范围宽、穿透深度大、受散射影响小等特点。然而，目前还不清楚牛奶中的乳糖含量是否可以用介电谱来量化。特别是，作为一种弱极性成分，探索乳糖如何影响介电谱仍然是一个挑战，这对于快速检测复杂的食品成分至关重要。
本研究收集了316份牛奶样品的介电谱，以研究乳糖对牛奶介电性能的影响，以及介电谱在定量检测牛奶中乳糖方面的潜力。研究表明乳糖以一种独特的方式影响牛奶的介电性能。与脂肪和蛋白质不同，乳糖不会对水造成排除体积效应。乳糖水合作用主导了乳糖对牛奶介电性能的影响。VIP-SVR模型提供了最佳乳糖含量预测结果，RMSEP和RPD值分别为0.029%和6.968，远好于现有其他技术报告的结果。令人满意的结果显示了介电谱在复杂材料分析中的巨大潜力。这项研究不仅为定量分析牛奶中的弱极性成分提供了一种新方法，而且为乳糖、水分子和离子在射频/微波电磁场下复杂的牛奶分散系统中的行为机制提供了新的见解。
研究工作得到了国家自然科学基金面上项目-SCC和流动对牛乳射频/微波介电弛豫特征的影响及关联机理解析（32172308）的资助。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jsfa.12658
图1 论文摘要图