一種用紅外光譜分析鑑定白酒的方法
2023-07-27 17:10:46 1
專利名稱：一種用紅外光譜分析鑑定白酒的方法
技術領域：
本發明涉及白酒的鑑定，具體地說，是用紅外光譜法進行白酒種類的鑑定。
背景技術：
中國的白酒按照香型可以分為醬香型、濃香型和清香型三種。醬香型白酒是中國酒中最具特色的白酒。醬香型白酒主要產於中國貴州茅臺鎮， 那裡自然條件獨特，加之別具一格的傳統工藝，使醬香型白酒的風味與眾不同。然而醬香型白酒的鑑別手段主要依靠感官評定，即利用人的感覺器官-一眼、鼻、 口來綜合判斷酒的色、香、味。這種方法由於受到客觀、主觀條件影響，使白酒檢測不夠科 學、規範。色譜法現在已廣泛應用於白酒行業，如檢測揮發性化合物的固相微萃取氣相色譜 法、混合物的氣相色譜法、和高效液相色譜法和氣-質聯用，促進了白酒質量控制。然而白 酒是由幾百種複雜香氣化合物組成的，色譜法多注重於白酒微觀化學成分的研究，而將白 酒各種自身成分的綜合作用和相互關係割裂開來，因此色譜法很難適應白酒的綜合、宏觀 的整體評價。為了彌補色譜法在白酒品質分析中的不足，我們首次把紅外光譜技術引入白酒分 析領域。其基本原理在複雜混合物體系中，只要其所含化學成分不同，各成分含量的比例 不同，都會造成紅外譜圖的差異，猶如人的「指紋」差異。我們對複雜混合物體系進行全組 分分析測定，宏觀的整體分析，在不破壞它的原本性的前提下。一個混合物的譜則是其所含 各種成分的疊加譜，構成譜圖的宏觀「指紋」性。普通紅外譜圖顯示的是白酒中各種成分紅外吸收總疊加而形成的宏觀指紋，白酒 的主要吸收峰集中在lOOOcnT1 3000CHT1範圍內。表1為20°C下測定的該範圍內的白酒 紅外譜圖的主要紅外吸收峰的指認。表1白酒紅外光譜主要吸收峰指認
波數/cm.1指認波數/cm.1指認2986-CH3伸縮振動1383-C-H變角振動2934-CH2伸縮振動1271=C-O-C的反對稱伸縮1728酯類C=O伸縮振動1229C-O伸縮振動1453甲基亞甲基彎曲振動1126叔醇C-OH伸縮振動1400COO伸縮振動1048伯醇C-OH伸縮振動白酒的導數譜就是對所獲得的紅外光譜數據進行微分處理後的光譜。它是沿光譜
曲線計算出每個數據點處的斜率而聯成的曲線。α曲線為一階導數譜，曲線為
λαλ
二階導數譜，依此類推，4^-義曲線為η階導數譜。λ可以是波長，也可以是波數。
UA在白酒分析中常用的導數光譜為二階導數譜，這是因為在二階導數譜中半峰寬只有原譜的I已基本上達到了提高譜圖解析度的目的，儘管四階導數譜的半峰寬減至原譜的
I譜圖的解析度高於二階導數譜，但它對原譜的質量(低噪聲)要求更高，或者負峰會更突 出ο紅外分析法具有鮮明的指紋特徵。對於一個混合物體系，其分子振動光譜的峰形、 峰位、峰強代表著體系中所含各種相應基團的譜峰疊加。混合物組成的變化，將直接導致分 子振動光譜整體譜圖的變化，但仍能保持其譜圖的宏觀指紋性。利用這種宏觀指紋性，就可 以直接地或者稍作數學處理後，用於鑑定與質量控制。①無損性，對試樣的測定可以做到不失原本性，。②簡便、快捷，對試樣無需處理，無需經過繁瑣的分離提取過程就可以直接測試。③自動化，可以和計算機進行聯機，實現白酒品質控制的自動化。④儀器較為通用，測定操作簡便，易於推廣應用。⑤不必專門尋求單個的，純的標準物該方法簡便、快捷，本方法既可以直接確定白酒質量和鑑別白酒真偽優劣，也可以 用來分析和鑑別其它香型白酒。
發明內容
本發明利用白酒的中紅外圖譜鑑定白酒的類型。鑑於每種香型的白酒都有其特殊的紅外吸收峰。根據各種白酒紅外吸收峰的特 徵，來鑑別某一種白酒是否屬於某種香型。為此，本發明提供了一種利用紅外光譜鑑定白酒的方法，該方法包括如下步驟步驟1，測定已知香型的白酒的中紅外光譜，得到光譜圖和吸收峰數據；步驟2，測定未知香型的白酒的中紅外光譜，得到光譜圖和吸收峰數據；步驟3，比較上述兩種光譜圖和吸收峰數據，可鑑定出未知香型的白酒的香型。步驟1中測定中紅外光譜的方法，步驟如下(1)對已知香型的白酒進行冷凍真空乾燥，除去白酒中的水和乙醇；(2)利用中紅外光譜儀測定樣品的普通中紅外光譜；(3)然後求出以上光譜圖對應的導數譜圖；(4)利用普通中紅外光譜和導數譜圖直接得到所述香型白酒的指紋區域和特徵吸 收峰。步驟2中測定中紅外光譜的方法，步驟如下(1)對未知其香型的白酒進行冷凍真空乾燥，除去白酒中的水和乙醇；(2)利用中紅外光譜儀測定樣品的普通中紅外光譜；(3)然後求出以上光譜圖對應的導數譜圖；(4)利用普通中紅外光譜和導數譜圖直接得到所述香型白酒的指紋區域和特徵吸 收峰。步驟3中所述比較，是將未知白酒樣品的特徵峰和已知白酒樣品的特徵峰比較， 如果落在所述香型白酒的指紋區域內，以及特徵吸收峰在誤差範圍內相符，即可判定未知酒樣是否為所述香型白酒。本發明的方法，特別適合醬香型白酒的鑑定。本發明方法，其中步驟(1)所述已知香型的白酒採用標準樣品，為白酒成品酒或 基酒。標準樣品除去白酒中的水和乙醇可以採用任何適宜的物理和化學方法。本發明方法，其中步驟( 所述的測定是測定中紅外全波長譜圖；將白酒的殘留 物利用溴化鉀壓片制樣，在光譜儀中測定，或漫反射中紅外光譜和衰減全反射中紅外光譜。 所述光譜儀優選採用Perkin-Elmer公司的Spectrum one傅立葉變換中紅外光譜儀，測定 範圍4000 400CHT1，掃描儀次數16次，解析度可以為0. 5cm"1, Icm"1, 2cm"1等，但4em_1;為最 佳。本發明方法，其中步驟(3)導數譜圖可以是一階、二階、三階和四階導數，導數譜 圖可以是5點、9點、13點、19點、25點和37點等平滑處理，但最優化處理是二階導數和13
點平滑。經過測定，標準樣品醬香型白酒的指紋區普通紅外光譜主要分布在1740 HOOcnT1，優先選取17；35 1720CHT1。二階導數譜主要分布在1800 lOOOcnT1 ；優選1780 1700cm-1 ο醬香型白酒的特徵峰普通紅外特徵峰(士 2CHT1)主要為2987CHT1，2940cm"1， 1726cm"1,1590cm"1,1465cm"1,1383cm"1,1230cm"1,1128cm"1,1095cm"1,1047cm"1,優先選取 1726cm"1且為強吸收峰。二階導數特徵吸收峰(士2CHT1) :2985cm"1, 2940cm"1,1747cm"1,1730cm"1,1720cm"1, 1704cm-1,1590cm-1,1453cm-1,1384cm-1,1317cm-1,1229cm-1,1128cm-1,1088cm-1,1047cm-1,優 選為1747CHT1，1730CHT1，特徵吸收，且二個吸收峰強度相差不多的強吸收。本發明方法，在運用過程中，如果鑑別醬香型白酒時，普通紅外光譜的指紋區和特 徵峰不能判別白酒的屬性，可採用其二階導數譜圖的指紋區和特徵峰進行鑑別。在鑑別醬 香型白酒時，不僅要注意特徵峰的峰位，同時要注意特徵峰的峰強和峰形。標準樣品醬香型白酒的輪次基酒，不同發酵部位基酒，成品酒的主要特徵峰下表 2，表3和表4。表2醬香型基酒紅外全波段特徵吸收峰
權利要求
1.一種利用紅外光譜鑑定白酒的方法，該方法包括如下步驟步驟1，測定已知香型的白酒的中紅外光譜，得到光譜圖和吸收峰數據； 步驟2，測定未知香型的白酒的中紅外光譜，得到光譜圖和吸收峰數據； 步驟3，比較上述兩種光譜圖和吸收峰數據，可鑑定出未知香型的白酒的香型。
2.權利要求1的方法，其特徵在於，所述步驟1中測定中紅外光譜的方法，步驟如下(1)對已知香型的白酒進行冷凍真空乾燥，除去白酒中的水和乙醇；(2)利用中紅外光譜儀測定樣品的普通中紅外光譜；(3)然後求出以上光譜圖對應的導數譜圖；(4)利用普通中紅外光譜和導數譜圖直接得到所述香型白酒的指紋區域和特徵吸收峰。
3.權利要求1的方法，其特徵在於，所述步驟2中測定中紅外光譜的方法，步驟如下(1)對未知其香型的白酒進行冷凍真空乾燥，除去白酒中的水和乙醇；(2)利用中紅外光譜儀測定樣品的普通中紅外光譜；(3)然後求出以上光譜圖對應的導數譜圖；(4)利用普通中紅外光譜和導數譜圖直接得到所述香型白酒的指紋區域和特徵吸收峰。
4.權利要求1的方法，其特徵在於，步驟3中所述比較，是將未知白酒樣品的特徵峰和 已知白酒樣品的特徵峰比較，如果落在所述香型白酒的指紋區域內，以及特徵吸收峰在誤 差範圍內相符，即可判定未知酒樣是否為所述香型白酒。
5.權利要求1的方法，其特徵在於，其中步驟(1)所述已知香型的白酒採用標準樣品， 為白酒成品酒或基酒；標準樣品除去白酒中的水和乙醇可以採用任何適宜的物理和化學方 法。
6.權利要求1的方法，其特徵在於，其中步驟( 所述的測定是測定中紅外全波長譜 圖；將白酒的殘留物利用溴化鉀壓片制樣，在光譜儀中測定，或漫反射中紅外光譜和衰減全 反射中紅外光譜。
7.權利要求1的方法，其特徵在於，所述光譜儀採用Perkin-Elmer公司的Spectrum one傅立葉變換中紅外光譜儀，測定範圍4000 400CHT1，掃描儀次數16次，解析度可以為 0. 5cm \ Icm、2cm 4cm 1O
8.權利要求1的方法，其特徵在於，其中步驟C3)導數譜圖可以是一階、二階、三階和四 階導數，導數譜圖可以是5點、9點、13點、19點、25點和37點等平滑處理，但最優化處理是 二階導數和13點平滑；標準樣品醬香型白酒的指紋區普通紅外光譜主要分布在1740 HOOcnT1，優先選取 1735 1720cm-1 ；二階導數譜主要分布在1800 IOOOcm-1 ；優選1780 1700cm-1 ；醬香型白酒的特徵峰普通紅外特徵峰(士2CHT1)主要為298701^,294001^,1726011-1, 1590cm"1,1465cm"1,1383cm"1,1230cm"1,1128cm"1,1095cm"1,1047cm"1,優先選取 1726cm-1 且為強吸收峰；二階導數特徵吸收峰(士2CHT1) :2985cm-1，2940CHT1，1747cm-1，1730cm—1， 1720cm-1,1704cm-1, 1590cm-1,1453cm-1,1384cm-1,1317cm-1,1229cm-1, 1128cm-1,1088cm-1, 1047CHT1，優選為1747(^^,1730(3!^1,特徵吸收，且二個吸收峰強度相差不多的強吸收。
9.權利要求1的方法，其特徵在於，在運用過程中，如果鑑別醬香型白酒時，普通紅外光譜的指紋區和特徵峰不能判別白酒的屬性，可採用其二階導數譜圖的指紋區和特徵峰進 行鑑別。
10.權利要求1的方法，其特徵在於，醬香型1 7輪次基酒中普通紅外分析和二階 導數分析，通過真空蒸餾，使白酒殘留物混合KBr，然後壓片進行紅外光譜分析，並由紅外光 譜儀記錄數據Spectrum GX FTIR紅外光譜儀(Perkin Elmer公司)，DTGS檢測器，掃描信 號累加32次。光譜解析度km1，測量範圍4000 400CHT1。二階導數譜圖的獲得是採用 Perkin-Elmer公司的Spectrum v3. 02操作軟體，13點平滑；在普通紅外譜
圖1800 lOOOcnT1，醬香型白酒有一個非常強的1727CHT1的吸收峰，而 汾酒在此處的吸收峰不明顯。在二階導數譜圖1780 1700CHT1的指紋區內，醬香型白酒 1747cm-1, H^cnT1，且二個吸收峰強度差距不大，而清香型白酒則沒有；選取未知酒樣X，按照通過真空蒸餾，使白酒殘留物混合KBr，然後壓片進行紅外光譜 分析，並由紅外光譜儀記錄數據Spectrum GX FIlR紅外光譜儀(Perkin Elmer公司)，DTGS 檢測器，掃描信號累加32次。光譜解析度km S測量範圍4000 400cm—1 ；二階導數譜圖的 獲得是採用Perkin-Elmer公司的Spectrum v3. 02操作軟體，13點平滑；未知白酒樣品在 普通紅外譜圖上，沒有1727cm—1強的紅外吸收峰，同時在二階導數譜圖上，雖然有1730CHT1 的強吸收峰，但是沒有1747CHT1處的峰強度和1730(31^1相差較多，而且還有其他的1741CHT1 和1714cm"1的吸收峰；因此有普通紅外譜圖和二階導數譜圖可以斷定未知酒樣是不是醬香型白酒。
全文摘要
本發明涉及白酒的鑑定，具體地說，是用紅外光譜法進行白酒種類的鑑定。所述鑑定方法包括以下步驟步驟1，測定已知香型的白酒的中紅外光譜，得到光譜圖和吸收峰數據；步驟2，測定未知香型的白酒的中紅外光譜，得到光譜圖和吸收峰數據；步驟3，比較上述兩種光譜圖和吸收峰數據，可鑑定出未知香型的白酒的香型。
文檔編號G01N21/35GK102072887SQ200910228700
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月25日 優先權日2009年11月25日
發明者李長文, 閆希軍, 魏紀平 申請人:貴州仁懷茅臺鎮金士酒業有限公司