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        快速檢測技術(shù)在白酒質(zhì)量檢測中的應(yīng)用

        2023-10-17 09:54:20狄大鈴
        現(xiàn)代食品 2023年14期
        關(guān)鍵詞:毛細管檢測器白酒

        ◎ 狄大鈴

        (江蘇今世緣酒業(yè)股份有限公司,江蘇 淮安 223411)

        傳統(tǒng)的白酒質(zhì)量檢測方法往往需要復雜的樣品處理、長時間的分析過程和專業(yè)的技術(shù)人員,檢測成本高昂,且耗時較長。為了解決這些問題,快速檢測技術(shù)逐漸在白酒質(zhì)量檢測中得到廣泛應(yīng)用,其憑借快速、高效、準確的特點,為白酒行業(yè)提供了一種改進現(xiàn)有檢測方法的可能性[1]。

        1 毛細管電泳檢測技術(shù)的應(yīng)用

        毛細管電泳是一種基于溶液中帶電物質(zhì)在電場作用下遷移的原理進行快速檢測的技術(shù),主要通過毛細管內(nèi)的帶電分離介質(zhì)實現(xiàn)樣品成分的分離,再通過檢測器對分離后的物質(zhì)進行定量或定性分析。毛細管電泳檢測技術(shù)的原理主要基于物質(zhì)在電場中的電荷遷移速率差異,在毛細管內(nèi)部應(yīng)用高壓電場,使帶電物質(zhì)在毛細管內(nèi)遷移。不同成分的帶電物質(zhì)在電場作用下以不同的速度遷移,從而在毛細管中發(fā)生分離。毛細管電泳涉及多種分離機制,包括凝膠電泳、毛細管區(qū)帶電泳和毛細管色譜等。這些分離機制可根據(jù)樣品的性質(zhì)和分析需求的不同,選擇適當?shù)姆蛛x介質(zhì)和操作條件,實現(xiàn)對白酒樣品中目標成分的快速分離和定量[2]。

        毛細管電泳在白酒質(zhì)量檢測中具有許多優(yōu)勢:①高分離效率。毛細管內(nèi)徑細小,能夠提供高分離效率,分離出更多的組分,增強分析能力。②快速分析。相比傳統(tǒng)方法,毛細管電泳具有快速分離和分析樣品的能力,分離和檢測時間通常在幾分鐘至數(shù)十分鐘之間,大大提高了分析效率。③低樣品消耗。毛細管電泳所需的樣品量通常較少,能夠節(jié)約樣品成本。④高靈敏度。毛細管電泳結(jié)合了靈敏的檢測器,如紫外-可見光檢測器或熒光檢測器,能夠?qū)崿F(xiàn)對微量成分的高靈敏度檢測[3]。

        毛細管電泳在白酒質(zhì)量檢測中,首先,需要對白酒樣品進行前處理,如稀釋、過濾或蛋白質(zhì)去除,以消除樣品中的干擾物。其次,選擇合適的毛細管類型和尺寸,注入適當?shù)姆蛛x介質(zhì),并保持穩(wěn)定的運行條件。再次,通過自動或手動注射器將處理后的白酒樣品注入毛細管,通過施加電場,在毛細管中進行電泳分離,不同成分的帶電物質(zhì)以不同速度遷移,實現(xiàn)分離。最后,通過連接合適的檢測器,如紫外-可見光或熒光檢測器,對分離后的成分進行檢測和定量,檢測器將產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)化為電信號,并通過計算機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集和分析。

        以殘留農(nóng)藥檢測為例,研究人員使用毛細管電泳技術(shù)對不同白酒樣品中的常見農(nóng)藥殘留進行分析,采用優(yōu)化的分離液和檢測條件,在不到10 min的分析時間內(nèi),成功分離和定量了多種農(nóng)藥殘留物。例如,對于甲氟蟲腈,檢測限低至0.01 mg/L,回收率在85%;對于氯氟蟲腈,檢測限低至0.005 mg/L,回收率在90%。結(jié)果表明,毛細管電泳在白酒中殘留農(nóng)藥的快速檢測中具有很好的應(yīng)用潛力。

        2 近紅外光譜檢測技術(shù)的應(yīng)用

        近紅外光譜檢測技術(shù)是一種非破壞性、快速且無需樣品前處理的分析方法,主要利用近紅外光譜范圍內(nèi)的光與樣品相互作用,通過測量樣品中的吸收和散射光來獲得樣品的化學信息[4]。近紅外光譜檢測技術(shù)基于樣品中化學鍵的振動和氫鍵的變化,這些變化導致近紅外光的吸收和散射光譜發(fā)生改變。通過對白酒樣品進行近紅外光譜掃描,并與已知質(zhì)量參數(shù)的樣品建立模型,可以實現(xiàn)對白酒質(zhì)量指標的快速、準確預(yù)測和定量分析。近紅外光譜檢測技術(shù)在白酒質(zhì)量檢測中優(yōu)勢明顯,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:①非破壞性分析。近紅外光譜檢測技術(shù)無需對樣品進行處理或破壞,減少了樣品浪費和分析時間。②快速分析。相對于傳統(tǒng)分析方法,近紅外光譜檢測技術(shù)具有快速掃描和數(shù)據(jù)分析的能力,可以在幾秒到幾分鐘內(nèi)完成分析。③多參數(shù)分析。通過建立模型,近紅外光譜可以同時預(yù)測多個白酒質(zhì)量指標,如酒精度、揮發(fā)性酸度、糖類含量等,提高了分析效率。

        在白酒質(zhì)量檢測中應(yīng)用近紅外光譜檢測技術(shù),首先,要收集代表性的白酒樣品,并確保樣品的均勻性。其次,使用近紅外光譜儀器對白酒樣品進行掃描,記錄樣品在近紅外光譜范圍內(nèi)的吸收和散射光譜。再次,將已知質(zhì)量參數(shù)的樣品數(shù)據(jù)與其對應(yīng)的近紅外光譜數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián),并使用化學計量學方法建立預(yù)測模型。使用建立的模型,對未知樣品的近紅外光譜數(shù)據(jù)進行預(yù)測和分析,獲取白酒質(zhì)量指標的預(yù)測結(jié)果。最后,對預(yù)測結(jié)果進行驗證,比對近紅外光譜預(yù)測值與傳統(tǒng)分析方法結(jié)果的一致性。

        通過與已知酒精度的白酒樣品建立模型,可以使用近紅外光譜檢測技術(shù)準確預(yù)測未知白酒樣品的酒精度。研究表明,近紅外光譜與傳統(tǒng)方法的相關(guān)性高達0.95,預(yù)測誤差在0.1% Vol以內(nèi);可以快速預(yù)測未知白酒樣品的揮發(fā)性酸度,預(yù)測值與實際值之間的相關(guān)性高達0.93,預(yù)測誤差在0.1 g/L以內(nèi);可用于白酒中糖類含量的預(yù)測,建立的預(yù)測模型對于葡萄糖、果糖等糖類成分的預(yù)測具有較高的準確性,相關(guān)性超過0.9。

        3 電化學傳感器檢測技術(shù)的應(yīng)用

        電化學傳感器是一種基于電化學原理進行分析的快速檢測技術(shù),通過將化學分析物與電極接觸,在電化學反應(yīng)中產(chǎn)生電流或電勢變化,并將這些變化轉(zhuǎn)化為對樣品中目標成分進行定量或定性分析的信號[5]。常用的電化學傳感器包括離子選擇性電極、氧氣傳感器、pH傳感器、氧化還原電位傳感器等。以離子選擇性電極為例,通過選擇性地響應(yīng)特定離子的濃度變化,產(chǎn)生與離子濃度成比例的電勢信號。在白酒質(zhì)量檢測中,可以使用離子選擇性電極檢測特定離子的濃度,如鈉離子、鉀離子等。

        電化學傳感器在白酒質(zhì)量檢測中具有以下優(yōu)勢:①具有快速響應(yīng)和實時監(jiān)測的能力,可以在短時間內(nèi)獲取檢測結(jié)果。②對目標成分具有較高的靈敏度和選擇性,可以準確檢測樣品中的特定成分。③體積小巧、便于攜帶,操作簡便,可以在實驗室和現(xiàn)場進行快速檢測。此外,電化學傳感器可以實時監(jiān)測樣品中目標成分的變化,有利于迅速掌握白酒質(zhì)量的動態(tài)變化。

        電化學傳感器在白酒質(zhì)量檢測的具體應(yīng)用中,要根據(jù)樣品中目標成分的需要,進行傳感器的預(yù)處理和校準。首先,準備代表性的白酒樣品,并根據(jù)需要進行適當?shù)那疤幚?,如稀釋、過濾等。其次,將電化學傳感器浸泡到樣品中,讓傳感器與樣品中的目標成分發(fā)生反應(yīng)。再次,使用電位計、電流計或其他檢測設(shè)備,記錄電化學傳感器在樣品中產(chǎn)生的電位或電流變化。最后,通過分析測得的電位或電流數(shù)據(jù),計算樣品中目標成分的濃度,并與標準曲線或參考值進行比對。

        4 快速液相色譜檢測技術(shù)的應(yīng)用

        快速液相色譜是一種基于分離柱和流動相的液相色譜技術(shù),通過樣品中不同成分在分離柱中的不同保留時間來實現(xiàn)對樣品的分離和定量分析??焖僖合嗌V檢測技術(shù)基于樣品中成分在液相流動相和固定相(分離柱)之間的相互作用,樣品通過注射器被引入分離柱中,分離柱內(nèi)的固定相對樣品成分進行吸附、分配和解吸過程??焖僖合嗌V利用高效的分離柱和優(yōu)化的流動相,能夠在短時間內(nèi)實現(xiàn)對復雜樣品的高效分離,提高分析效率??焖僖合嗌V結(jié)合靈敏的檢測器,如紫外-可見光檢測器或熒光檢測器,能夠?qū)ξ⒘砍煞诌M行高靈敏度的檢測。此外,快速液相色譜具有寬線性范圍,能夠準確測定白酒中不同成分的濃度,從低濃度到高濃度都能得到可靠的結(jié)果,還可以同時分析多個目標成分,實現(xiàn)多組分的定量分析,提高分析效率。

        在實際應(yīng)用快速液相色譜技術(shù)過程中,首先,要對白酒樣品進行適當?shù)奶幚恚缦♂?、過濾或提取等,以消除干擾物。其次,選擇合適的分離柱,根據(jù)目標分析成分的特性和質(zhì)量指標的要求,選擇適當?shù)墓潭ㄏ嗪椭?。再次,根?jù)分析要求和樣品性質(zhì),配置合適的流動相,以實現(xiàn)樣品成分的分離和檢測。在此基礎(chǔ)上,使用自動或手動注射器將處理后的白酒樣品注入快速液相色譜系統(tǒng)中。啟動快速液相色譜系統(tǒng),樣品成分在分離柱中進行分離,并通過連接的檢測器進行檢測和定量。最后,使用相應(yīng)的色譜軟件對檢測到的峰進行峰面積或峰高的計算,根據(jù)標準曲線或參考值進行濃度計算。

        5 結(jié)語

        綜上所述,白酒作為一種重要的酒類產(chǎn)品,其質(zhì)量的保證對于消費者的健康和滿意度至關(guān)重要。傳統(tǒng)的質(zhì)量檢測方法存在耗時、煩瑣、樣品破壞等問題,快速檢測技術(shù)的應(yīng)用為白酒質(zhì)量檢測帶來了顯著的便利。本文介紹了幾種常見的快速檢測技術(shù)在白酒質(zhì)量檢測中的應(yīng)用:①毛細管電泳技術(shù)通過分離帶電物質(zhì)實現(xiàn)快速分析。②近紅外光譜技術(shù)利用近紅外光與樣品的相互作用進行快速預(yù)測。③電化學傳感器通過電化學反應(yīng)獲得樣品信息。④快速液相色譜技術(shù)通過分離柱和流動相實現(xiàn)樣品分離??焖贆z測技術(shù)為白酒質(zhì)量檢測帶來了顯著的改進,不僅能夠提高檢測效率和準確性,還可以降低樣品消耗和操作復雜性。因此,相關(guān)檢測機構(gòu)需要通過合理選擇和組合不同的技術(shù)手段,對白酒質(zhì)量進行全面、快速、準確地監(jiān)測和控制,以提高白酒產(chǎn)業(yè)的競爭力和可持續(xù)發(fā)展。

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