受污染酒类中甲醇的定量检测
AN-RS-056
2026-03
zh
保护消费者免受污染饮品的危害
拉曼光谱技术适用于快速筛查检测酒类中的甲醇污染情况。
全球范围内出现的一个令人担忧的趋势表明,饮用非法、蒸馏工艺不合格的酒类会造成严重的人身伤害。以工业溶剂(即木醇)为原料自制的蒸馏酒,若冒充正规酒类售卖,其内部往往含有甲醇。甲醇具有强毒性,摄入后会导致失明,严重时可致人死亡,这一问题已在全球多地引发致命事故 [1–3]。
2012年9月成为捷克共和国应对该问题的关键节点:因20人饮用甲醇含量超标的烈性酒身亡,该国随即临时叫停了烈性酒的销售[2]。在通过多种检测手段开展全面研究后,捷克共和国正式将拉曼光谱法定为检测受污染酒类中甲醇的先选方法,用于甲醇的定性识别与定量分析。
本应用报告将详细说明,如何将拉曼光谱法作为一种高效、快速的筛查手段,应用于受甲醇污染的朗姆酒样品检测。
拉曼光谱法是一种快速简便的分析手段,可对酒类饮品中的甲醇污染含量进行定量检测。如图 1 所示,对于乙醇(CH3CH2OH)和甲醇(CH3OH)这类结构高度相似的分子,该方法也是实现二者有效区分的理想技术。
拉曼光谱仪可透过容器完成检测,且对水不敏感,这两大特性使其成为检测饮品中甲醇含量的非常适合的工具。依托这两项核心优势,现场检测时无需开启容器,即可实现对酒类中体积分数低至约1%的甲醇的精准检测。在实验室环境中,i-Raman NxG拉曼光谱仪搭配SpecSuite光谱分析软件,进一步提升了拉曼光谱法的检测能力,实现了对酒类中违规添加物的定量分析(见图2)。
本研究以市售椰子朗姆酒为基底,向其中添加甲醇配制成甲醇浓度在 0.33% 至 5.36% 之间的待测样品。实验采用搭载光纤探头的 i-Raman NxG 785H 拉曼光谱仪对各混合样品采集拉曼光谱(见图 3),本应用研究所用相关实验设备及仪器参数设置详见表 1。
在 1000 cm⁻¹ 附近的特征峰(图 3 内图标注处)强度随甲醇浓度的升高呈明显上升趋势,当甲醇浓度达到约 1% 时,该特征峰的变化趋势尤为显著。
设备 |
采集设置 |
参数值 |
i-Raman NxG 785H |
激光功率 |
100 |
样品瓶支架 |
积分时间 |
1 秒 |
SpecSuite 软件 |
平均次数 |
1 |
采用 SpecSuite 软件对上述数据进行分析,并基于归一化数据建立偏最小二乘(PLS)回归模型。
在980–1040 cm⁻¹波数范围内构建的双因子模型,得到如图 4 所示的校准曲线,其交叉验证标准误差(SECV)为 0.0794(见表 2)。
由表 2 可知,模型决定系数 R² =0.9980,表明本研究采用的拉曼光谱法可可靠地对混合酒类样品中的甲醇含量进行定量分析。
参数 |
数值 |
光谱预处理 |
均值中心化 Savitzky-Golay 导数法 |
相关系数R² |
0.9980 |
校正标准误差(SEC) |
0.0681 |
交叉验证标准误差(SECV) |
0.0794 |
这些结果验证了拉曼光谱法可用于酒类饮品中有害违规添加物的快速定量筛查。该技术还可拓展应用于食品、石油及药品等其他介质的掺伪检测 [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.