专利名称：一种用红外光谱分析鉴定白酒的方法
技术领域：
本发明涉及白酒的鉴定，具体地说，是用红外光谱法进行白酒种类的鉴定。
背景技术：
中国的白酒按照香型可以分为酱香型、浓香型和清香型三种。酱香型白酒是中国酒中最具特色的白酒。酱香型白酒主要产于中国贵州茅台镇， 那里自然条件独特，加之别具一格的传统工艺，使酱香型白酒的风味与众不同。然而酱香型白酒的鉴别手段主要依靠感官评定，即利用人的感觉器官-一眼、鼻、 口来综合判断酒的色、香、味。这种方法由于受到客观、主观条件影响，使白酒检测不够科 学、规范。色谱法现在已广泛应用于白酒行业，如检测挥发性化合物的固相微萃取气相色谱 法、混合物的气相色谱法、和高效液相色谱法和气-质联用，促进了白酒质量控制。然而白 酒是由几百种复杂香气化合物组成的，色谱法多注重于白酒微观化学成分的研究，而将白 酒各种自身成分的综合作用和相互关系割裂开来，因此色谱法很难适应白酒的综合、宏观 的整体评价。为了弥补色谱法在白酒品质分析中的不足，我们首次把红外光谱技术引入白酒分 析领域。其基本原理在复杂混合物体系中，只要其所含化学成分不同，各成分含量的比例 不同，都会造成红外谱图的差异，犹如人的“指纹”差异。我们对复杂混合物体系进行全组 分分析测定，宏观的整体分析，在不破坏它的原本性的前提下。一个混合物的谱则是其所含 各种成分的叠加谱，构成谱图的宏观“指纹”性。普通红外谱图显示的是白酒中各种成分红外吸收总叠加而形成的宏观指纹，白酒 的主要吸收峰集中在lOOOcnT1 3000CHT1范围内。表1为20°C下测定的该范围内的白酒 红外谱图的主要红外吸收峰的指认。表1白酒红外光谱主要吸收峰指认
波数/cm.1指认波数/cm.1指认2986-CH3伸缩振动1383-C-H变角振动2934-CH2伸缩振动1271=C-O-C的反对称伸缩1728酯类C=O伸缩振动1229C-O伸缩振动1453甲基亚甲基弯曲振动1126叔醇C-OH伸缩振动1400COO伸缩振动1048伯醇C-OH伸缩振动白酒的导数谱就是对所获得的红外光谱数据进行微分处理后的光谱。它是沿光谱
曲线计算出每个数据点处的斜率而联成的曲线。α曲线为一阶导数谱，曲线为
λαλ
二阶导数谱，依此类推，4^-义曲线为η阶导数谱。λ可以是波长，也可以是波数。
UA在白酒分析中常用的导数光谱为二阶导数谱，这是因为在二阶导数谱中半峰宽只有原谱的I已基本上达到了提高谱图分辨率的目的，尽管四阶导数谱的半峰宽减至原谱的
I谱图的分辨率高于二阶导数谱，但它对原谱的质量(低噪声)要求更高，或者负峰会更突 出ο红外分析法具有鲜明的指纹特征。对于一个混合物体系，其分子振动光谱的峰形、 峰位、峰强代表着体系中所含各种相应基团的谱峰叠加。混合物组成的变化，将直接导致分 子振动光谱整体谱图的变化，但仍能保持其谱图的宏观指纹性。利用这种宏观指纹性，就可 以直接地或者稍作数学处理后，用于鉴定与质量控制。①无损性，对试样的测定可以做到不失原本性，。②简便、快捷，对试样无需处理，无需经过繁琐的分离提取过程就可以直接测试。③自动化，可以和计算机进行联机，实现白酒品质控制的自动化。④仪器较为通用，测定操作简便，易于推广应用。⑤不必专门寻求单个的，纯的标准物该方法简便、快捷，本方法既可以直接确定白酒质量和鉴别白酒真伪优劣，也可以 用来分析和鉴别其它香型白酒。
发明内容
本发明利用白酒的中红外图谱鉴定白酒的类型。鉴于每种香型的白酒都有其特殊的红外吸收峰。根据各种白酒红外吸收峰的特 征，来鉴别某一种白酒是否属于某种香型。为此，本发明提供了一种利用红外光谱鉴定白酒的方法，该方法包括如下步骤步骤1，测定已知香型的白酒的中红外光谱，得到光谱图和吸收峰数据；步骤2，测定未知香型的白酒的中红外光谱，得到光谱图和吸收峰数据；步骤3，比较上述两种光谱图和吸收峰数据，可鉴定出未知香型的白酒的香型。步骤1中测定中红外光谱的方法，步骤如下(1)对已知香型的白酒进行冷冻真空干燥，除去白酒中的水和乙醇；(2)利用中红外光谱仪测定样品的普通中红外光谱；(3)然后求出以上光谱图对应的导数谱图；(4)利用普通中红外光谱和导数谱图直接得到所述香型白酒的指纹区域和特征吸 收峰。步骤2中测定中红外光谱的方法，步骤如下(1)对未知其香型的白酒进行冷冻真空干燥，除去白酒中的水和乙醇；(2)利用中红外光谱仪测定样品的普通中红外光谱；(3)然后求出以上光谱图对应的导数谱图；(4)利用普通中红外光谱和导数谱图直接得到所述香型白酒的指纹区域和特征吸 收峰。步骤3中所述比较，是将未知白酒样品的特征峰和已知白酒样品的特征峰比较， 如果落在所述香型白酒的指纹区域内，以及特征吸收峰在误差范围内相符，即可判定未知酒样是否为所述香型白酒。本发明的方法，特别适合酱香型白酒的鉴定。本发明方法，其中步骤(1)所述已知香型的白酒采用标准样品，为白酒成品酒或 基酒。标准样品除去白酒中的水和乙醇可以采用任何适宜的物理和化学方法。本发明方法，其中步骤( 所述的测定是测定中红外全波长谱图；将白酒的残留 物利用溴化钾压片制样，在光谱仪中测定，或漫反射中红外光谱和衰减全反射中红外光谱。 所述光谱仪优选采用Perkin-Elmer公司的Spectrum one傅立叶变换中红外光谱仪，测定 范围4000 400CHT1，扫描仪次数16次，分辨率可以为0. 5cm"1, Icm"1, 2cm"1等，但4em_1;为最 佳。本发明方法，其中步骤(3)导数谱图可以是一阶、二阶、三阶和四阶导数，导数谱 图可以是5点、9点、13点、19点、25点和37点等平滑处理，但最优化处理是二阶导数和13
点平滑。经过测定，标准样品酱香型白酒的指纹区普通红外光谱主要分布在1740 HOOcnT1，优先选取17；35 1720CHT1。二阶导数谱主要分布在1800 lOOOcnT1 ；优选1780 1700cm-1 ο酱香型白酒的特征峰普通红外特征峰(士 2CHT1)主要为2987CHT1，2940cm"1， 1726cm"1,1590cm"1,1465cm"1,1383cm"1,1230cm"1,1128cm"1,1095cm"1,1047cm"1,优先选取 1726cm"1且为强吸收峰。二阶导数特征吸收峰(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,优 选为1747CHT1，1730CHT1，特征吸收，且二个吸收峰强度相差不多的强吸收。本发明方法，在运用过程中，如果鉴别酱香型白酒时，普通红外光谱的指纹区和特 征峰不能判别白酒的属性，可采用其二阶导数谱图的指纹区和特征峰进行鉴别。在鉴别酱 香型白酒时，不仅要注意特征峰的峰位，同时要注意特征峰的峰强和峰形。标准样品酱香型白酒的轮次基酒，不同发酵部位基酒，成品酒的主要特征峰下表 2，表3和表4。表2酱香型基酒红外全波段特征吸收峰
权利要求
1.一种利用红外光谱鉴定白酒的方法，该方法包括如下步骤步骤1，测定已知香型的白酒的中红外光谱，得到光谱图和吸收峰数据； 步骤2，测定未知香型的白酒的中红外光谱，得到光谱图和吸收峰数据； 步骤3，比较上述两种光谱图和吸收峰数据，可鉴定出未知香型的白酒的香型。
2.权利要求1的方法，其特征在于，所述步骤1中测定中红外光谱的方法，步骤如下(1)对已知香型的白酒进行冷冻真空干燥，除去白酒中的水和乙醇；(2)利用中红外光谱仪测定样品的普通中红外光谱；(3)然后求出以上光谱图对应的导数谱图；(4)利用普通中红外光谱和导数谱图直接得到所述香型白酒的指纹区域和特征吸收峰。
3.权利要求1的方法，其特征在于，所述步骤2中测定中红外光谱的方法，步骤如下(1)对未知其香型的白酒进行冷冻真空干燥，除去白酒中的水和乙醇；(2)利用中红外光谱仪测定样品的普通中红外光谱；(3)然后求出以上光谱图对应的导数谱图；(4)利用普通中红外光谱和导数谱图直接得到所述香型白酒的指纹区域和特征吸收峰。
4.权利要求1的方法，其特征在于，步骤3中所述比较，是将未知白酒样品的特征峰和 已知白酒样品的特征峰比较，如果落在所述香型白酒的指纹区域内，以及特征吸收峰在误 差范围内相符，即可判定未知酒样是否为所述香型白酒。
5.权利要求1的方法，其特征在于，其中步骤(1)所述已知香型的白酒采用标准样品， 为白酒成品酒或基酒；标准样品除去白酒中的水和乙醇可以采用任何适宜的物理和化学方 法。
6.权利要求1的方法，其特征在于，其中步骤( 所述的测定是测定中红外全波长谱 图；将白酒的残留物利用溴化钾压片制样，在光谱仪中测定，或漫反射中红外光谱和衰减全 反射中红外光谱。
7.权利要求1的方法，其特征在于，所述光谱仪采用Perkin-Elmer公司的Spectrum one傅立叶变换中红外光谱仪，测定范围4000 400CHT1，扫描仪次数16次，分辨率可以为 0. 5cm \ Icm、2cm 4cm 1O
8.权利要求1的方法，其特征在于，其中步骤C3)导数谱图可以是一阶、二阶、三阶和四 阶导数，导数谱图可以是5点、9点、13点、19点、25点和37点等平滑处理，但最优化处理是 二阶导数和13点平滑；标准样品酱香型白酒的指纹区普通红外光谱主要分布在1740 HOOcnT1，优先选取 1735 1720cm-1 ；二阶导数谱主要分布在1800 IOOOcm-1 ；优选1780 1700cm-1 ；酱香型白酒的特征峰普通红外特征峰(士2CHT1)主要为298701^,294001^,1726011-1, 1590cm"1,1465cm"1,1383cm"1,1230cm"1,1128cm"1,1095cm"1,1047cm"1,优先选取 1726cm-1 且为强吸收峰；二阶导数特征吸收峰(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，优选为1747(^^,1730(3!^1,特征吸收，且二个吸收峰强度相差不多的强吸收。
9.权利要求1的方法，其特征在于，在运用过程中，如果鉴别酱香型白酒时，普通红外光谱的指纹区和特征峰不能判别白酒的属性，可采用其二阶导数谱图的指纹区和特征峰进 行鉴别。
10.权利要求1的方法，其特征在于，酱香型1 7轮次基酒中普通红外分析和二阶 导数分析，通过真空蒸馏，使白酒残留物混合KBr，然后压片进行红外光谱分析，并由红外光 谱仪记录数据Spectrum GX FTIR红外光谱仪(Perkin Elmer公司)，DTGS检测器，扫描信 号累加32次。光谱分辨率km1，测量范围4000 400CHT1。二阶导数谱图的获得是采用 Perkin-Elmer公司的Spectrum v3. 02操作软件，13点平滑；在普通红外谱
图1800 lOOOcnT1，酱香型白酒有一个非常强的1727CHT1的吸收峰，而 汾酒在此处的吸收峰不明显。在二阶导数谱图1780 1700CHT1的指纹区内，酱香型白酒 1747cm-1, H^cnT1，且二个吸收峰强度差距不大，而清香型白酒则没有；选取未知酒样X，按照通过真空蒸馏，使白酒残留物混合KBr，然后压片进行红外光谱 分析，并由红外光谱仪记录数据Spectrum GX FIlR红外光谱仪(Perkin Elmer公司)，DTGS 检测器，扫描信号累加32次。光谱分辨率km S测量范围4000 400cm—1 ；二阶导数谱图的 获得是采用Perkin-Elmer公司的Spectrum v3. 02操作软件，13点平滑；未知白酒样品在 普通红外谱图上，没有1727cm—1强的红外吸收峰，同时在二阶导数谱图上，虽然有1730CHT1 的强吸收峰，但是没有1747CHT1处的峰强度和1730(31^1相差较多，而且还有其他的1741CHT1 和1714cm"1的吸收峰；因此有普通红外谱图和二阶导数谱图可以断定未知酒样是不是酱香型白酒。
全文摘要
本发明涉及白酒的鉴定，具体地说，是用红外光谱法进行白酒种类的鉴定。所述鉴定方法包括以下步骤步骤1，测定已知香型的白酒的中红外光谱，得到光谱图和吸收峰数据；步骤2，测定未知香型的白酒的中红外光谱，得到光谱图和吸收峰数据；步骤3，比较上述两种光谱图和吸收峰数据，可鉴定出未知香型的白酒的香型。
文档编号G01N21/35GK102072887SQ200910228700
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者李长文, 闫希军, 魏纪平 申请人:贵州仁怀茅台镇金士酒业有限公司