專利名稱：一種用紅外光譜分析鑒定白酒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及白酒的鑒定，具體地說，是用紅外光譜法進(jìn)行白酒種類的鑒定。
背景技術(shù)：
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(chǎn)于中國貴州茅臺鎮(zhèn)， 那里自然條件獨(dú)特，加之別具一格的傳統(tǒng)工藝，使醬香型白酒的風(fēng)味與眾不同。然而醬香型白酒的鑒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。這種方法由于受到客觀、主觀條件影響，使白酒檢測不夠科 學(xué)、規(guī)范。色譜法現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于白酒行業(yè)，如檢測揮發(fā)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(zhì)聯(lián)用，促進(jìn)了白酒質(zhì)量控制。然而白 酒是由幾百種復(fù)雜香氣化合物組成的，色譜法多注重于白酒微觀化學(xué)成分的研究，而將白 酒各種自身成分的綜合作用和相互關(guān)系割裂開來，因此色譜法很難適應(yīng)白酒的綜合、宏觀 的整體評價。為了彌補(bǔ)色譜法在白酒品質(zhì)分析中的不足，我們首次把紅外光譜技術(shù)引入白酒分 析領(lǐng)域。其基本原理在復(fù)雜混合物體系中，只要其所含化學(xué)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。我們對復(fù)雜混合物體系進(jìn)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(gòu)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范圍內(nèi)。表1為20°C下測定的該范圍內(nèi)的白酒 紅外譜圖的主要紅外吸收峰的指認(rèn)。表1白酒紅外光譜主要吸收峰指認(rèn)
波數(shù)/cm.1指認(rèn)波數(shù)/cm.1指認(rèn)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(dǎo)數(shù)譜就是對所獲得的紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行微分處理后的光譜。它是沿光譜
曲線計算出每個數(shù)據(jù)點(diǎn)處的斜率而聯(lián)成的曲線。α曲線為一階導(dǎo)數(shù)譜，曲線為
λαλ
二階導(dǎo)數(shù)譜，依此類推，4^-義曲線為η階導(dǎo)數(shù)譜。λ可以是波長，也可以是波數(shù)。
UA在白酒分析中常用的導(dǎo)數(shù)光譜為二階導(dǎo)數(shù)譜，這是因?yàn)樵诙A導(dǎo)數(shù)譜中半峰寬只有原譜的I已基本上達(dá)到了提高譜圖分辨率的目的，盡管四階導(dǎo)數(shù)譜的半峰寬減至原譜的
I譜圖的分辨率高于二階導(dǎo)數(shù)譜，但它對原譜的質(zhì)量(低噪聲)要求更高，或者負(fù)峰會更突 出ο紅外分析法具有鮮明的指紋特征。對于一個混合物體系，其分子振動光譜的峰形、 峰位、峰強(qiáng)代表著體系中所含各種相應(yīng)基團(tuán)的譜峰疊加。混合物組成的變化，將直接導(dǎo)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(shù)學(xué)處理后，用于鑒定與質(zhì)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(jīng)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(jī)進(jìn)行聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)白酒品質(zhì)控制的自動化。④儀器較為通用，測定操作簡便，易于推廣應(yīng)用。⑤不必專門尋求單個的，純的標(biāo)準(zhǔn)物該方法簡便、快捷，本方法既可以直接確定白酒質(zhì)量和鑒別白酒真?zhèn)蝺?yōu)劣，也可以 用來分析和鑒別其它香型白酒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用白酒的中紅外圖譜鑒定白酒的類型。鑒于每種香型的白酒都有其特殊的紅外吸收峰。根據(jù)各種白酒紅外吸收峰的特 征，來鑒別某一種白酒是否屬于某種香型。為此，本發(fā)明提供了一種利用紅外光譜鑒定白酒的方法，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(shù)據(jù)；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(shù)據(jù)；步驟3，比較上述兩種光譜圖和吸收峰數(shù)據(jù)，可鑒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(jìn)行冷凍真空干燥，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)然后求出以上光譜圖對應(yīng)的導(dǎo)數(shù)譜圖；(4)利用普通中紅外光譜和導(dǎo)數(shù)譜圖直接得到所述香型白酒的指紋區(qū)域和特征吸 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(jìn)行冷凍真空干燥，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)然后求出以上光譜圖對應(yīng)的導(dǎo)數(shù)譜圖；(4)利用普通中紅外光譜和導(dǎo)數(shù)譜圖直接得到所述香型白酒的指紋區(qū)域和特征吸 收峰。步驟3中所述比較，是將未知白酒樣品的特征峰和已知白酒樣品的特征峰比較， 如果落在所述香型白酒的指紋區(qū)域內(nèi)，以及特征吸收峰在誤差范圍內(nèi)相符，即可判定未知酒樣是否為所述香型白酒。本發(fā)明的方法，特別適合醬香型白酒的鑒定。本發(fā)明方法，其中步驟(1)所述已知香型的白酒采用標(biāo)準(zhǔn)樣品，為白酒成品酒或 基酒。標(biāo)準(zhǔn)樣品除去白酒中的水和乙醇可以采用任何適宜的物理和化學(xué)方法。本發(fā)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(yōu)選采用Perkin-Elmer公司的Spectrum one傅立葉變換中紅外光譜儀，測定 范圍4000 400CHT1，掃描儀次數(shù)16次，分辨率可以為0. 5cm"1, Icm"1, 2cm"1等，但4em_1;為最 佳。本發(fā)明方法，其中步驟(3)導(dǎo)數(shù)譜圖可以是一階、二階、三階和四階導(dǎo)數(shù)，導(dǎo)數(shù)譜 圖可以是5點(diǎn)、9點(diǎn)、13點(diǎn)、19點(diǎn)、25點(diǎn)和37點(diǎn)等平滑處理，但最優(yōu)化處理是二階導(dǎo)數(shù)和13
點(diǎn)平滑。經(jīng)過測定，標(biāo)準(zhǔn)樣品醬香型白酒的指紋區(qū)普通紅外光譜主要分布在1740 HOOcnT1，優(yōu)先選取17；35 1720CHT1。二階導(dǎo)數(shù)譜主要分布在1800 lOOOcnT1 ；優(yōu)選1780 1700cm-1 ο醬香型白酒的特征峰普通紅外特征峰(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(yōu)先選取 1726cm"1且為強(qiáng)吸收峰。二階導(dǎo)數(shù)特征吸收峰(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(yōu) 選為1747CHT1，1730CHT1，特征吸收，且二個吸收峰強(qiáng)度相差不多的強(qiáng)吸收。本發(fā)明方法，在運(yùn)用過程中，如果鑒別醬香型白酒時，普通紅外光譜的指紋區(qū)和特 征峰不能判別白酒的屬性，可采用其二階導(dǎo)數(shù)譜圖的指紋區(qū)和特征峰進(jìn)行鑒別。在鑒別醬 香型白酒時，不僅要注意特征峰的峰位，同時要注意特征峰的峰強(qiáng)和峰形。標(biāo)準(zhǔn)樣品醬香型白酒的輪次基酒，不同發(fā)酵部位基酒，成品酒的主要特征峰下表 2，表3和表4。表2醬香型基酒紅外全波段特征吸收峰
權(quán)利要求
1.一種利用紅外光譜鑒定白酒的方法，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(shù)據(jù)； 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(shù)據(jù)； 步驟3，比較上述兩種光譜圖和吸收峰數(shù)據(jù)，可鑒定出未知香型的白酒的香型。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，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(jìn)行冷凍真空干燥，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)然后求出以上光譜圖對應(yīng)的導(dǎo)數(shù)譜圖；(4)利用普通中紅外光譜和導(dǎo)數(shù)譜圖直接得到所述香型白酒的指紋區(qū)域和特征吸收峰。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，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(jìn)行冷凍真空干燥，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)然后求出以上光譜圖對應(yīng)的導(dǎo)數(shù)譜圖；(4)利用普通中紅外光譜和導(dǎo)數(shù)譜圖直接得到所述香型白酒的指紋區(qū)域和特征吸收峰。
4.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟3中所述比較，是將未知白酒樣品的特征峰和 已知白酒樣品的特征峰比較，如果落在所述香型白酒的指紋區(qū)域內(nèi)，以及特征吸收峰在誤 差范圍內(nèi)相符，即可判定未知酒樣是否為所述香型白酒。
5.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，其中步驟(1)所述已知香型的白酒采用標(biāo)準(zhǔn)樣品， 為白酒成品酒或基酒；標(biāo)準(zhǔn)樣品除去白酒中的水和乙醇可以采用任何適宜的物理和化學(xué)方 法。
6.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，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(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述光譜儀采用Perkin-Elmer公司的Spectrum one傅立葉變換中紅外光譜儀，測定范圍4000 400CHT1，掃描儀次數(shù)16次，分辨率可以為 0. 5cm \ Icm、2cm 4cm 1O
8.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，其中步驟C3)導(dǎo)數(shù)譜圖可以是一階、二階、三階和四 階導(dǎo)數(shù)，導(dǎo)數(shù)譜圖可以是5點(diǎn)、9點(diǎn)、13點(diǎn)、19點(diǎn)、25點(diǎn)和37點(diǎn)等平滑處理，但最優(yōu)化處理是 二階導(dǎo)數(shù)和13點(diǎn)平滑；標(biāo)準(zhǔn)樣品醬香型白酒的指紋區(qū)普通紅外光譜主要分布在1740 HOOcnT1，優(yōu)先選取 1735 1720cm-1 ；二階導(dǎo)數(shù)譜主要分布在1800 IOOOcm-1 ；優(yōu)選1780 1700cm-1 ；醬香型白酒的特征峰普通紅外特征峰(士2CHT1)主要為298701^,294001^,1726011-1, 1590cm"1,1465cm"1,1383cm"1,1230cm"1,1128cm"1,1095cm"1,1047cm"1,優(yōu)先選取 1726cm-1 且為強(qiáng)吸收峰；二階導(dǎo)數(shù)特征吸收峰(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(yōu)選為1747(^^,1730(3!^1,特征吸收，且二個吸收峰強(qiáng)度相差不多的強(qiáng)吸收。
9.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在運(yùn)用過程中，如果鑒別醬香型白酒時，普通紅外光譜的指紋區(qū)和特征峰不能判別白酒的屬性，可采用其二階導(dǎo)數(shù)譜圖的指紋區(qū)和特征峰進(jìn) 行鑒別。
10.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，醬香型1 7輪次基酒中普通紅外分析和二階 導(dǎo)數(shù)分析，通過真空蒸餾，使白酒殘留物混合KBr，然后壓片進(jìn)行紅外光譜分析，并由紅外光 譜儀記錄數(shù)據(jù)Spectrum GX FTIR紅外光譜儀(Perkin Elmer公司)，DTGS檢測器，掃描信 號累加32次。光譜分辨率km1，測量范圍4000 400CHT1。二階導(dǎo)數(shù)譜圖的獲得是采用 Perkin-Elmer公司的Spectrum v3. 02操作軟件，13點(diǎn)平滑；在普通紅外譜

圖1800 lOOOcnT1，醬香型白酒有一個非常強(qiáng)的1727CHT1的吸收峰，而 汾酒在此處的吸收峰不明顯。在二階導(dǎo)數(shù)譜圖1780 1700CHT1的指紋區(qū)內(nèi)，醬香型白酒 1747cm-1, H^cnT1，且二個吸收峰強(qiáng)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，然后壓片進(jìn)行紅外光譜 分析，并由紅外光譜儀記錄數(shù)據(jù)Spectrum GX FIlR紅外光譜儀(Perkin Elmer公司)，DTGS 檢測器，掃描信號累加32次。光譜分辨率km S測量范圍4000 400cm—1 ；二階導(dǎo)數(shù)譜圖的 獲得是采用Perkin-Elmer公司的Spectrum v3. 02操作軟件，13點(diǎn)平滑；未知白酒樣品在 普通紅外譜圖上，沒有1727cm—1強(qiáng)的紅外吸收峰，同時在二階導(dǎo)數(shù)譜圖上，雖然有1730CHT1 的強(qiáng)吸收峰，但是沒有1747CHT1處的峰強(qiáng)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(dǎo)數(shù)譜圖可以斷定未知酒樣是不是醬香型白酒。
全文摘要
本發(fā)明涉及白酒的鑒定，具體地說，是用紅外光譜法進(jìn)行白酒種類的鑒定。所述鑒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(shù)據(jù)；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(shù)據(jù)；步驟3，比較上述兩種光譜圖和吸收峰數(shù)據(jù)，可鑒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(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者李長文, 閆希軍, 魏紀(jì)平 申請人:貴州仁懷茅臺鎮(zhèn)金士酒業(yè)有限公司