Discriminating counterfeit beer with Raman spectroscopy and PCA

Význam tématu

Padělání piva se stává rostoucím problémem pro spotřebitele i úřady
Nedostatek rychlých testů pro identifikaci nelegálního zboží
Ramanova spektroskopie umožňuje citlivou analýzu složení a odhalení padělků

Cíle a přehled studie / článku

Ověření schopnosti přenosného Ramanova spektrometru i-Raman EX rozlišit čtyři populární lagery
Použití hlavní komponentové analýzy (PCA) k identifikaci padělků a směsí piva
Demonstrace polního využití a robustnosti metody vůči fluorescenci

Použitá metodika

Vzorky: čtyři běžné lagery (včetně „light“ varianty) z komerčních plechovek
Příprava: nalití piva do čisté nádoby a ponoření ponorné sondy
Nastavení: expoziční čas 10 s, výkon laseru 330 mW, jedno snímání, spektrální rozsah 100–2500 cm⁻¹

Použitá instrumentace

• i-Raman EX s CleanLaze laserem 1064 nm a chlazeným InGaAs detektorem
• RIS100-SS ponorná sonda se safírovou kuličkou minimalizující tvorbu CO₂ bublinek
• Software BWSpec pro akvizici dat a BWIQ pro multivariační analýzu

Hlavní výsledky a diskuse

Ramanova spektra piva jsou doménována pásy ethanolu přibližně na 880, 1050, 1090, 1280 a 1450 cm⁻¹
Intenzita pásu C–C streč v 880 cm⁻¹ přesně koreluje s obsahem alkoholu (ABV)
PCA jasně rozlišila čtyři značky lagru a vzorek směsi (1:1 lager H + M) jako samostatné clusteru
Light lager s nižším obsahem alkoholu (4,2 % ABV) a kalorií byl výrazně odlišen

Přínosy a praktické využití metody

Rychlá a neinvazivní autentizace piva přímo v terénu bez nutnosti složité přípravy
Vysoká odolnost vůči potravinové fluorescenci díky 1064 nm excitaci
Možnost zařazení do standardních QC postupů v potravinářském průmyslu

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření aplikace na další typy nápojů a komplexnější matrice
Integrace pokročilých multivariačních algoritmů a metod strojového učení
Automatizace a online monitoring výrobních linek pro nepřetržitou kontrolu kvality

Závěr

Ramanova spektroskopie spojená s PCA prokázala vysokou účinnost při rozlišování značek piva, detekci směsí a padělků
Metoda představuje robustní řešení pro ochranu spotřebitelů a zkvalitnění kontroly kvality v potravinářském průmyslu

Reference

1. Anti-fraud EC: 14.8 million litres alcoholic drinks seized across Europe, 2022