近红外分光光度法在白酒检测中的应用研究

2020-05-26陈龙

食品安全导刊·下旬刊 2020年2期

陈龙

摘要：本文以市场售卖的55°红星二锅头以及42°榆树王为实验样品，利用近红外分光光度法对白酒样品中的乙醇含量进行检测与分析，根据近红外短波光谱特征建立回归方程，从而对真實样品中的乙醇含量进行预报。同时主成分回归分析结果表明，在n取值为3的情况下：经二阶导数差谱处理的全光谱主成分分析（PCR）结果与实际值更为接近，提示近红外分光光度法应用于白酒样品检测具有方便快捷、准确性高、非破坏性的优势，可运用于质量检测与控制环节中。

关键词：白酒；近红外分光光度法；检测

在当前技术的支持下，近红外分光光度法被广泛应用于多个领域的质量控制检测实践中，国内制药、烟草、食品与煤炭等相关行业均选用近红外分光光度法进行成分分析与检测。尤其随着实践经验的累积，有关研究指出对于液态样品的检测而言，选用近红外分光光度法无需对样品进行复杂预处理或稀释，具有在线非破坏性检测的优势，提示可以将其应用于液态产品成分分析中[1]。本文即在白酒中乙醇含量检测时尝试应用近红外分光光度法，取得满意效果，现报告如下。

1 材料与方法

1.1 材料设备

实验过程中选用材料与设备包括：①市场售卖55°红星二锅头；②市场售卖42°榆树王；③长城GW386/330微机；④UV-311紫外可见近红外分光光度计，由日本岛津生产提供。

1.2 样品制备

配制0～25%标准浓度乙醇水溶液样品。

1.3 测量条件

在1.0 cm石英样品池中盛放待测定样品，选择狭缝2.0 nm区域进行扫描，近红外分光光度计扫描区间设置为720.0～1 100.0 nm，乙醇水溶液样品浓度为0～25.0%，分别配制3次，以空气作参照比进行扫描，生成乙醇溶液吸收光谱，按照上述方法做吸收谱图二阶导数谱以及二阶导数差谱[2]。

1.4 数据处理

选用origin软件对数据进行处理，用多元回归以及主成分回归方法（PCR）进行数据分析。

2 实验结果

真实样品二阶导数光谱峰值、谷值数据：55°红星二锅头波峰检出值为 962.2 nm，波谷检出值为973.2 nm；42°榆树王波峰检出值为961.7 nm，波谷检出值为971.9 nm。真实样品二阶导数差谱波峰、波谷数据：55°红星二锅头波峰检出值为976.7 nm，波谷检出值为935.6～952.3 nm；42°榆树王波峰检出值为975.2 nm，波谷检出值为935.0～951.1 nm[3]。

为最大限度剔除近红外光谱谱线叠加对分析结果产生的影响，实验过程中结合PCR法，经数据处理生成回归方程如下：

吸收光谱回归方程：Y=13.4-0.484X+ 1.472X2-0.6402X3+0.1604X4+ 0.2469X5+0.299X6-0.08659X7。

二阶导数差谱回归方程：Y=13.4-0.484X1+1.472X2-0.6402X3+0.160 4X4+0.246 9X5+0.299X6-0.086 59X7

以n对矫正集为标准，构建真实样品对应主成分得分矩阵，吸收光谱中n取值为3，将矫正集3个主成分代入吸收光谱回归方程中，建立矫正模型并生成相应乙醇浓度，定义为Y1，在此基础之上将添加5.0 mL乙醇的该真实样品矫正集前3个主成分得分代入二阶导数差谱回归方程，得到与之对应的乙醇浓度，定义为Y2。将Y2-Y1，测量3次取平均值作为预报值。同样以n=3为基本条件，得到真实样品二阶导数差谱所对应的预报值，利用全光谱PCR对真实样品吸收光谱与二阶导数差谱计算结果进行对比，数据如表1、表2所示。结合表中数据可知：经二阶导数差谱处理的全光谱PCR结果与实际值更为接近。