手洗餐具洗滌劑（簡(jiǎn)稱“洗潔精”）是人們生活中經(jīng)常使用的清潔劑，主要用于清洗餐具、廚房用具等家庭用具，其主要成分是表面活性劑，它的去污原理是表面活性劑以水為介質(zhì)，對(duì)污物進(jìn)行滲透、乳化、分散、懸浮，通過清水的漂洗使污物從餐具表面分離出去，達(dá)到潔凈餐具的效果。手洗餐具洗滌劑中表面活性劑的量以總活性物含量來代表，通常情況下，總活性物含量越高，去污能力越強(qiáng)、去污效果越好，所以總活性物含量是手洗餐具洗滌劑性能的體現(xiàn)，可以反映出該產(chǎn)品本身的成本和質(zhì)量水平，是生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制的重要指標(biāo)。

 手洗餐具洗滌劑中總活性物含量的通用檢測(cè)方法是GB/T13173－2021《表面活性劑洗滌劑試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中第7章洗滌劑中總活性物含量的測(cè)定，包括乙醇萃取法（A法）和****萃?。˙法）兩種方法，其中乙醇萃取法（A法）適用于市面上大部分手洗餐具洗滌劑總活性物含量的測(cè)定，該方法為傳統(tǒng)的理化手工方法，操作步驟繁雜，測(cè)試時(shí)間一般至少需要4h，檢測(cè)時(shí)效性較差，在生產(chǎn)過程中不能快速出具檢測(cè)結(jié)果，制約著生產(chǎn)的效率和產(chǎn)能的提高。

近紅外光譜分析技術(shù)是近年來快速發(fā)展的一種定性、定量分析測(cè)試技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)單、速度快、對(duì)樣品無破壞、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，在農(nóng)業(yè)產(chǎn)品、食品、中草藥、藥品、石油化工等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，但在日化產(chǎn)品分析檢測(cè)中的應(yīng)用較少，本文利用近紅外光譜分析技術(shù)對(duì)手洗餐具洗滌劑中總活性物含量快速檢測(cè)方法進(jìn)行了研究，結(jié)合偏Z小二乘回歸方法建立了總活性物含量的近紅外光譜定量模型，并進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證，以期為日化產(chǎn)品質(zhì)量分析提供一種快速、無損的分析手段。

材料與儀器

手洗餐具洗滌劑，去離子水，95%乙醇、無水乙醇、鉻酸鉀、酚酞、硝酸、氫氧化鈉、硝酸鈣、硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液等均為分析純；

 德國BRUKER（布魯克）TANGO-T傅立葉變換近紅外光譜儀，搭配OPUS軟件；理化實(shí)驗(yàn)室常用儀器設(shè)備。

收集同一配方生產(chǎn)的具有代表性的手洗餐具洗滌劑樣品60個(gè)，濃度范圍為(15.6±1)%，用于校正模型的建立，另外隨機(jī)收集20個(gè)同一配方樣品用于校正模型的驗(yàn)證。

試驗(yàn)方法

樣品總活性物含量測(cè)定

總活性物含量化學(xué)分析方法按GB/T13173－2021《表面活性劑洗滌劑試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中第7章A法進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)樣品進(jìn)行2次平行測(cè)試，平行測(cè)試結(jié)果的絕對(duì)偏差不大于0.2%，以平均值作為建模樣品總活性物含量的理論值。

樣品近紅外光譜采集

小心將樣品裝入配套的石英樣品管（直徑8mm），樣品量約為樣品管容積4/5左右，避免產(chǎn)生氣泡，擦凈樣品管外壁，用布魯克TANGO傅立葉變換近紅外光譜儀進(jìn)行光譜采集，儀器設(shè)置30℃，掃描范圍4000cm-1～12500cm-1，樣品及背景掃描次數(shù)64次，分辨率8cm-1，光譜采集方式為透射方式，以空氣做參比，每個(gè)樣品掃描2次。

 結(jié)果與討論

活性化合物的特征被水強(qiáng)吸收所掩蓋，表明近紅外光譜信息的提取需要化學(xué)計(jì)量算法及預(yù)處理方法進(jìn)行優(yōu)化，本文使用BRUKER公司的OPUS軟件自動(dòng)優(yōu)化功能對(duì)光譜預(yù)處理方法，使用軟件中消除常數(shù)偏移、一階導(dǎo)數(shù)、一階導(dǎo)數(shù)+減去一條直線、一階導(dǎo)數(shù)+矢量歸一化（SNV）、一階導(dǎo)數(shù)+附加散射校正（MSV）等預(yù)處理選項(xiàng)進(jìn)行優(yōu)化，選擇交叉檢驗(yàn)均方根誤差（RMSEVC）Z小的、波段范圍Z大的參數(shù)作為建模參數(shù)，得到Z佳的建模波段、光譜預(yù)處理的方法為：9403.8～7498.3cm-1，一階導(dǎo)數(shù)。

 以偏Z小二乘法（PLS）為建模算法，應(yīng)用優(yōu)化得到的建模方案，采用交叉檢驗(yàn)方法，剔除異常值，建立校正模型，以交叉檢驗(yàn)均方根誤差（RMSEVC）、殘差預(yù)測(cè)偏差（RPD）、模型決定系數(shù)（R2）來評(píng)價(jià)模型預(yù)測(cè)的精確度，當(dāng)RMSEVC小于0.15，RPD大于3，R2越接近1時(shí)，表明所建模型較為理想，可以較好地用于實(shí)際檢測(cè)。模型的各參數(shù)為：RMSECV為0.101，R2為0.9547，RPD為4.7，依據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可知該模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度較高。

為驗(yàn)證所建立的近紅外光譜校正模型對(duì)實(shí)際生產(chǎn)樣品是否具備良好的預(yù)測(cè)性能，選用20個(gè)樣品作為驗(yàn)證集，采用外部驗(yàn)證的方法對(duì)所建模型的預(yù)測(cè)效果進(jìn)行檢驗(yàn)，以模型預(yù)測(cè)值與國標(biāo)方法實(shí)測(cè)值的差值是否小于0.3%（GB/T13173－2001中總活性物含量測(cè)定精密度要求）作為是否通過的依據(jù)，樣品預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的絕對(duì)差值均小于0.3%，Z大差值為0.16%，滿足對(duì)測(cè)試結(jié)果的要求。由此可以看出，所建立的模型對(duì)樣品預(yù)測(cè)結(jié)果較為可靠，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

 結(jié)論

將近紅外光譜法和化學(xué)計(jì)量法相結(jié)合，運(yùn)用偏Z小二乘法建立了手洗餐具洗滌劑中總活性物的近紅外定量校正模型，模型RMSECV和R2值表明模型具有較好的擬和效果和預(yù)測(cè)性能，通過外部樣品驗(yàn)證，證明使用所建立的近紅外分析模型所得檢測(cè)結(jié)果與國標(biāo)檢測(cè)結(jié)果十分接近，說明該方法穩(wěn)定可行。本方法與國標(biāo)方法相比檢測(cè)時(shí)間由4h縮短至3min，極大縮短了檢測(cè)時(shí)間，在生產(chǎn)控制中可減少品種轉(zhuǎn)換、放行的等待時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

在實(shí)際應(yīng)用中，通過添加更多有代表性的樣品，對(duì)模型進(jìn)行再校正和優(yōu)化，可以提高模型的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，同時(shí)不同品種的產(chǎn)品因配方成分不同需要分別建立校正模型，以達(dá)到準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)效果。

標(biāo)簽：近紅外光譜