Una tendenza globale allarmante evidenzia il grave danno che può derivare dall’ingestione di alcol prodotto illegalmente. Gli alcolici distillati in casa preparati con solventi industriali (ad esempio alcol metilico) e presentati come bevande alcoliche spesso contengono metanolo. Questo ingrediente provoca cecità e può portare alla morte se ingerito. Ciò ha portato a conseguenze fatali in più continenti[1–3].
Il punto di rottura per la Repubblica Ceca è arrivato nel settembre 2012. La vendita di superalcolici è stata temporaneamente vietata dopo che 20 persone sono morte a causa del consumo di superalcolici con livelli pericolosi di metanolo [2]. Dopo uno studio esaustivo utilizzando diversi strumenti di screening, la Repubblica Ceca si è rivolta alla spettroscopia Raman come metodo di scelta per l'identificazione e la quantificazione del metanolo negli alcolici contaminati.
Questa Application Note illustra i motivi per cui la spettroscopia Raman è la scelta ideale per questa applicazione e mostra un esempio reale di analisi Raman di rum arricchito con metanolo.
La spettroscopia Raman è uno strumento analitico semplice e veloce per quantificare la quantità di contaminazione da metanolo presente nelle bevande alcoliche. È un metodo ideale per la discriminazione di molecole molto simili come l'etanolo (CH3CH2OH) e il metanolo (CH3OH), come mostrato nella Figura 1.
La spettroscopia Raman è superiore alle tecnologie comparate come la spettroscopia infrarossa (ad esempio FTIR) a causa di:
- capacità di misurare attraverso contenitori otticamente trasparenti
- insensibilità alle interferenze dell'acqua
Queste due proprietà chiave consentono il rilevamento accurato del metanolo fino a circa l'1% in volume sul campo senza la necessità di aprire le bottiglie da testare.
Uno studio interno ha misurato il rum di cocco disponibile in commercio addizionato con metanolo in concentrazioni comprese tra lo 0,33% e il 5,36%. Per raccogliere gli spettri Raman delle miscele, mostrati nella Figura 2, è stato utilizzato i-Raman® Plus, un sistema da laboratorio sensibile ad alta risoluzione con sonda a fibra ottica. La Tabella 1 elenca le apparecchiature e le impostazioni dello strumento pertinenti utilizzate per questo studio applicativo.
Il picco intorno a 1000 cm-1 aumenta visibilmente all'aumentare della concentrazione di metanolo, diventando significativo intorno all'1%.
Tabella 1. Parametri sperimentali.
| Strumentazione | Acquisition settings | |
|---|---|---|
| i-Raman Plus 785S | Laser Power | 100 |
| Vial holder (NR-LVH) | Int. time | 20s |
| Vision Software | Average | 1 |
Questi dati sono stati analizzati con il software Vision ed è stato sviluppato un modello di regressione dei minimi quadrati parziali (PLS) su dati normalizzati. Il modello a due fattori sviluppato nell'intervallo da 920 a 1580 cm-1 ha fornito la curva di calibrazione mostrata nella Figura 3, che ha un errore quadratico medio di convalida incrociata (RMSECV) di 0,1069 (Tabella 2). Il valore R2 di 0,9977 mostrato nella Tabella 2 significa che il metodo Raman qui utilizzato può essere utilizzato per quantificare con sicurezza la quantità di metanolo in un campione di alcol misto.
Tabella 2. Parametri di regressione utilizzati per lo sviluppo del modello PLS per determinare il metanolo nel rum con i-Raman Plus 785S.
| Parametri | Valore |
|---|---|
| Spectral processing | Standard Normal Variate Savitzky-Golay derivative |
| R2 | 0.9977 |
| RMSEC | 0.0976 |
| RMSECV | 0.1069 |
Questi risultati verificano che Raman può essere utilizzato per uno screening rapido e quantitativo di adulteranti pericolosi nelle bevande alcoliche che rappresentano un rischio per la sicurezza pubblica. Questa tecnica può essere ampliata per indagare sull'adulterazione in altri mezzi come cibo, petrolio e farmaci [4].
- Lachenmeier, D. W.; Schoeberl, K.; Kanteres, F.; Is Contaminated Unrecorded Alcohol a Health Problem in the European Union? A Review of Existing and Methodological Outline for Future Studies. Addiction 2011, 106 (s1), 20–30. https://doi.org/10.1111/j.1360-0443.2010.03322.x.
- Spritzer, D.; Bilefsky, D. Czechs See Peril in a Bootleg Bottle. The New York Times. USA September 17, 2012.
- Collins, B. Methanol Poisoning: The Dangers of Distilling Spirits at Home. ABC. Australia June 13, 2013.
- Gryniewicz-Ruzicka, C. M.; Arzhantsev, S.; Pelster, L. N.; et al. Multivariate Calibration and Instrument Standardization for the Rapid Detection of Diethylene Glycol in Glycerin by Raman Spectroscopy. Appl Spectrosc 2011, 65 (3), 334–341. https://doi.org/10.1366/10-05976.
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