利用臭氧氧化发光光谱检测葡萄酒中亚硫酸盐含量的方法
【专利摘要】本发明提出了一种利用臭氧氧化发光光谱检测葡萄酒中亚硫酸盐含量的方法，它可以检测葡萄酒中的亚硫酸盐含量，解决现有检测方法中存在着检测过程复杂、前处理对游离态的干扰、误差较大等不足，并形成一个新的方法手段。所述的检测方法是：用检测仪器对葡萄酒的臭氧氧化发光光谱进行统计分析，得到葡萄酒的光谱与亚硫酸盐含量的基本数据，用检测仪器检测葡萄酒的臭氧氧化发光光谱，与之前的统计分析数据对比得出被测葡萄酒的亚硫酸盐含量。本方法检测葡萄酒亚硫酸盐含量操作简便，分析速度快，无污染。
【专利说明】利用臭氧氧化发光光谱检测葡萄酒中亚硫酸盐含量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化学氧化发光光谱、光谱分析处理和葡萄酒中亚硫酸盐分析技术领 域，具体地说，是利用臭氧氧化发光光谱检测葡萄酒中亚硫酸盐含量的方法。
【背景技术】
[0002] 葡萄酒是以葡萄为原料经发酵加工而成的酒类饮料，属发酵酒。长期以来，葡萄酒 生产商都把亚硫酸盐加入葡萄酒中。亚硫酸盐有杀死葡萄皮表面杂菌的作用，它也是一种 抗氧化剂，在保护酒液的天然水果特性的同时防止酒液老化。葡萄酒中存在一定量的游离 二氧化硫(亚硫酸盐是酒中存在的方式，二氧化硫是检测方法中最终示值指标，都是指亚硫 酸盐，下同)，能够有效地抑制细菌的生长繁殖，保护葡萄酒不被氧化，同时也有助于防止葡 萄酒中的微生物继续生长。它作为一种灭菌剂使葡萄酒保存时间更长久，同时又帮助葡萄 酒发展出我们喜欢的复杂风味，让酒不断熟化。白葡萄酒通常比红酒含有更多的亚硫酸盐。 甜度高的葡萄酒往往含有较多的亚硫酸盐，因为需要控制较高水平的糖份。如果酒中没有 足够的亚硫酸盐，可能就会发生二次发酵，致使糖份转化为二氧化碳和酒精，破坏葡萄酒的 品质。
[0003] 但亚硫酸盐具有一定毒性，人体摄人过量，对胃肠、肝脏均有损害，使红血球、血红 蛋白减少。亚硫酸盐是指包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、保鲜粉、焦亚硫酸钠等在内的一大类 物质，它们都可生成S0 2，并且都可以产生S0广，对机体造成健康损伤。从1664年开始， 亚硫酸盐就一直被广泛使用，到1880年人们才开始认识到它们并非完全无毒无害。但至 今它们仍被广泛使用，有人将它们与吊白块（甲醛)、亚硝酸盐、双氧水等一起合称为食品 的四大杀手。一些葡萄酒饮用者对亚硫酸盐过敏，还有一些人摄入亚硫酸盐后会头痛甚至 是更严重的偏头痛。发酵酒卫生标准（GB2758-2005)规定，总二氧化硫（S0 2)彡250mg / L。亚硫酸盐是葡萄酒质量检测和进出口检验检疫的一项重要的指标。
[0004] 普通样品中的二氧化硫包括游离态和结合态两种状态，如需测定样品中亚硫酸盐 总量，目前常规的标准和方法是，首先向样品中加入碱溶液破坏二氧化硫的结合状态，使之 与碱反应成盐，再加入酸溶液使二氧化硫游离，以碘标准滴定溶液滴定，以淀粉指示剂指示 终点。如需测定葡萄酒中的游离亚硫酸盐，则样品中毋需加碱而直接酸化用碘滴定。出入 境检验检疫行业标准SN/T 0230. 1-1993和SN/T 0230. 2-1993以及国际葡萄酒总局采用的 葡萄酒中亚硫酸盐检测，就是采用的这种试验方法。
[0005] 现有技术检测亚硫酸盐含量的方法很多，国家标准GB/T15038-2006 "葡萄酒、 果酒通用试验方法"规定了蒸馏碘量滴定法来测定葡萄酒中的亚硫酸盐，以蒸馏手段提取 样品中的二氧化硫、通过乙酸铅溶液接收，以碘标准滴定溶液滴定，该方法需蒸馏1个多小 时，耗时较长，大批量检测速度太慢。GB/T 5009.34 - 2003 "食品中亚硫酸盐的测定" 规定了食品中的亚硫酸盐检测方法，第一法为盐酸副玫瑰苯胺比色法，第二法为蒸馏后碘 量滴定法。由于食品添加剂的滥用，着色剂、食品中未知成分干扰等因素，比色法对于本身 有红色或玫瑰红色的样品（如红葡萄酒），会产生明显干扰，且难以扣除，直接滴定法，也 因葡萄酒的深红色影响滴定终点的判断而导致测定结果的不准确，上述方法检测食品中亚 硫酸盐存在着检测误差和技术盲点。见诸报导的葡萄酒中亚硫酸盐及二氧化硫的测定方法 还有：分光光度法、电位法HPLG-荧光法和离子色谱法等，但这些方法存在着灵敏度低、线 性范围窄或选择性差、操作复杂和周期长等缺点，不能满足检测的要求。
【发明内容】
[0006] 本发明提出了一种利用臭氧氧化发光光谱检测葡萄酒中亚硫酸盐含量的方法，它 可以现场、实时、快速检测葡萄酒中亚硫酸盐含量，解决现有方法前处理过程对检测结果的 影响以及检测周期长、费用高、试剂消耗大和有污染等问题。
[0007] 本发明是一种利用臭氧氧化发光光谱检测葡萄酒中亚硫酸盐含量的方法，涉及化 学氧化发光和光谱分析技术，具体地说以葡萄酒为检测对象，使臭氧与之反应产生发光，利 用臭氧氧化发光光谱仪探测发光光谱，通过对光谱的对比分析和处理，得出被测葡萄酒中 含有的亚硫酸盐的谱线的大小和规律，推算出葡萄酒中亚硫酸盐的含量。
[0008] 为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是，一种利用臭氧氧化发 光光谱检测葡萄酒中亚硫酸盐含量的方法，所述方法采用检测仪器，所述方法按照下述步 骤进行： (1 )、利用所述检测仪器检测η种不同的葡萄酒，得到η种葡萄酒的臭氧氧化发光光谱， 取η种葡萄酒的臭氧氧化发光光谱的平均值，得到η种葡萄酒的平均臭氧氧化发光光谱，在 所述葡萄酒的平均光谱光子数峰值Gmax处的波长λ 1作为特征波长，特征波长λ 1对应的 峰值光子数Gmax作为加权基数备用； (2) 、利用国家标准GB/T15038-2006方法检测上述η种不同的葡萄酒的亚硫酸盐含量， 得出η种葡萄酒中亚硫酸盐含量的范围，根据η种葡萄酒中亚硫酸盐含量的范围，求出亚硫 酸盐含量平均值Ρ; (3) 、用纯净水加亚硫酸盐的方法配置第（2)步骤中的亚硫酸盐含量平均值Ρ的溶液， 用检测仪器检测含量为平均值Ρ的亚硫酸盐溶液的臭氧氧化发光光谱，得到纯净水加亚硫 酸盐的平均值Ρ的亚硫酸盐含量的臭氧氧化发光光谱，该光谱光子数峰值Pmax点所在波长 λ 2作为亚硫酸盐特征波长； (4) 、用纯净水加亚硫酸盐的方法配置第（2)步骤中的η种葡萄酒亚硫酸盐含量范围区 间成梯度的系列亚硫酸盐溶液m个； (5) 、用检测仪器检测第4步骤中m个含量成梯度的系列亚硫酸盐溶液的臭氧氧化发 光光谱，取第（3)步骤中的波长λ 2对应的光子数作为横轴，亚硫酸盐含量为纵轴建立坐 标系，连接对应的点得到亚硫酸盐含量与臭氧氧化发光光谱特征波长光子数的对应关系曲 线. (6) 、用第（1)步骤中η种葡萄酒的平均臭氧氧化发光光谱扣除第（3)步骤中纯净水加 亚硫酸盐的平均值Ρ的亚硫酸盐含量的臭氧氧化发光光谱，得到葡萄酒臭氧氧化发光的平 均背景光谱； (7) 、用检测仪器检测被测葡萄酒，得到被测葡萄酒的臭氧氧化发光光谱，根据第（1) 步骤中所述特征波长λ 1对应被测葡萄酒臭氧氧化发光光谱的纵坐标值，除以第（1)步骤 中加权基数Gmax，得出被测葡萄酒的加权系数Κ ; (8) 、用上述加权系数K乘以第（6)步骤中葡萄酒臭氧氧化发光的平均背景光谱，得到 加权背景光谱； (9) 、用第（7)步骤得出的被测葡萄酒的臭氧氧化发光光谱，扣除第（8)步骤得到的加 权背景光谱，得到被测葡萄酒的亚硫酸盐光谱； (10) 、在被测葡萄酒的亚硫酸盐光谱曲线中找到亚硫酸盐特征点为第（3)步骤中波长 λ 2对应的光子数，通过该光子数与第（5)步骤中亚硫酸盐含量与臭氧氧化发光光谱特征 波长光子数的对应关系曲线对照，查找或计算出被测葡萄酒的亚硫酸盐含量。
[0009] 所述仪器包括电脑、光谱分析系统、反应室、样品容器、样品蠕动泵、臭氧发生器、 臭氧蠕动泵，所述反应室中设有微孔滤膜，所述微孔滤膜将所述反应室分隔为臭氧腔和反 应腔，所述样品容器和所述样品蠕动泵之间具有管路，样品蠕动泵的出口管路与所述反应 室的反应腔连通，所述臭氧发生器和所述臭氧蠕动泵之间具有管路，臭氧蠕动泵的出口管 路与所述反应室的臭氧腔连通，排出管路与所述反应室的反应腔的上方连通，在反应腔上 方内设有聚光镜系统，在所述聚光镜系统后面设有准直镜，光纤光谱仪通过光导纤维与所 述准直镜连接，所述光纤光谱仪与通过数据传输线与所述光谱分析系统连接，所述光谱分 析系统与所述电脑连接。
[0010] 所述光纤光谱仪为微弱光光纤光谱仪。
[0011] 反应腔的上方连接的排出管路与气液分离装置连通，所述气液分离装置分离出的 气体通过管路与残余臭氧消解器连接，气液分离装置分离出的液体通过管路与反应后样品 容器连接。
[0012] 在所述反应室的反应腔内设有反射镜，所述反射镜设在所述聚光镜系统下方的反 应腔的内壁上。
[0013] 臭氧与亚硫酸盐反应发出微弱的光，微弱光信号经光能量采集系统导入光导纤维 的接收端，经光导纤维输入到光谱仪，再输入光谱分析系统进行分析处理。
[0014] 在本发明中，还具有以下技术特征，所述葡萄酒的典型臭氧氧化发光光谱是通过 对多种葡萄酒的臭氧氧化发光光谱分析综合得出的。
[0015] 在本发明中，还具有以下技术特征，所述葡萄酒的臭氧氧化发光光谱的特征点和 特征值是选取光谱中的峰值点位置作为特征点，峰值点的大小作为特征值，用于对背景曲 线进行加权处理。
[0016] 在本发明中，还具有以下技术特征，所述硫酸盐含量与光谱的对应关系，是指用检 测仪器对所配制的一系列的不同含量的亚硫酸盐溶液检测，得出的光谱特征与亚硫酸盐含 量的对应关系。
[0017] 在本发明中，还具有以下技术特征，亚硫酸盐具有光敏感特征，有利于氧化发光方 法的实施。
[0018] 在本发明中，还具有以下技术特征，臭氧与亚硫酸盐反应发出微弱的光，最大发光 波长在520nm，微弱光信号经光能量采集系统导入光导纤维的接收端，经光导纤维输入到光 谱仪，再输入光谱分析系统进行分析处理。
[0019] 在本发明中，还具有以下技术特征，光纤光谱仪采用的是美国海洋光学（Ocean Optics)公司生产的QE65000光纤光谱仪。
[0020] 在本发明中，还具有以下技术特征，在监测过程中，臭氧与葡萄酒中的亚硫酸盐发 生氧化反应，起到去除亚硫酸盐的作用，生成的硫酸盐对人体无害，得到改善葡萄酒质量的 效果。
[0021] 本发明一种利用臭氧氧化发光光谱检测葡萄酒中亚硫酸盐含量的方法，是葡萄酒 中亚硫酸盐含量检测技术的重要补充，相比现有检测方法，本发明方法具有以下优点：对葡 萄酒样品无需进行前处理，可以直接输入本发明方法采用的检测仪器进行检测，避免了现 有检测方法中复杂的前处理过程对检测结果的影响，检测过程同时去除了葡萄酒样品中的 亚硫酸盐，检测过程无任何试剂和污染，检测完以后的样品可以继续饮用。
[0022] 本发明一种利用臭氧氧化发光光谱检测葡萄酒中亚硫酸盐含量的方法，其装置是 光机电一体化的检测系统，按工作过程可以分为四个部分，第一部分是葡萄酒样品与臭氧 反应部分，主要是反应室内臭氧与葡萄酒样品混合，产生发光，第二部分是发光能量的采集 部分，主要由聚光镜系统和准直镜系统组成，用于会聚反应发出的光能量到光导纤维的接 收端，第三部分是光纤光谱仪处理部分，由独立的光纤光谱仪处理光能量信号，转换成光谱 信号输出，第四部分是光谱分析程序，主要由数据计算和分析系统，对光谱数据进行数据处 理，得出亚硫酸盐的特征数据。
[0023] 化学发光法因其高的灵敏度和操作简便，已应用于亚硫酸盐和二氧化硫的分析 中。S0广化学发光反应机制是，在酸性介质中，臭氧作为氧化剂可氧化S0广产生发光，当某 些化合物存在时可使化学发光增强。由于亚硫酸盐与臭氧反应产生发光的波长是固定的， 因此可以用于测定亚硫酸盐。臭氧与亚硫酸盐反应的机理是，臭氧氧化亚硫酸盐产生硫酸 盐，因此可以去除葡萄酒中的亚硫酸盐。硫酸盐的毒性和危害比亚硫酸盐小很多，甚至可以 忽略不计，从而达到去除亚硫酸盐，保障健康的作用。
[0024] 本方法的优点： 1.集成度高：葡萄酒的平均臭氧氧化发光光谱、亚硫酸盐的臭氧氧化发光光谱、背景 光谱、亚硫酸盐含量与特征波长点的关系等原始的基础的数据集成在检测仪器的系统内 部，检测时只需使用本发明方法所述的检测仪器对被测葡萄酒进行检测，就可以直接得出 葡萄酒的亚硫酸盐含量。
[0025] 2.速度快：相对现有国家标准GB/T15038_2006"葡萄酒、果酒通用试验方法"规定 了蒸馏碘量滴定法，本发明方法检测速度快，不需要进行复杂的前处理操作，不需要添加试 剂。
[0026] 3.对操作者要求低：相对国家标准GB/T15038_2006"葡萄酒、果酒通用试验方法" 规定了蒸馏碘量滴定法，本方法直接把被测葡萄酒样品装入仪器进行检测，自动化程度高， 对操作者没有复杂的操作技能要求。
[0027] 4.稳定性高：本发明的方法相对国家标准GB/T15038-2006 "葡萄酒、果酒通用试 验方法"规定了蒸馏碘量滴定法，避免的前处理过程对检测结果的影响，检测结果的重复性 和稳定性相对得到提商。
[0028] 5.对环境要求低：本发明方法和仪器在使用时不要求具备实验室的环境条件，在 一般的室内均可以使用。
[0029] 可见，采用本发明的方法，操作简便快速，不需要添加试剂，不产生二次污染，可在 普通的环境中长期可靠工作，便携式适合于研究所、海关、质检部门、工厂、酒店、家庭及实 验室等场合使用，能够对需要进行检测的葡萄酒进行现场、实时的测量。
【专利附图】
【附图说明】
[0030] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细地描述。
[0031] 图1是本发明方法的工作流程图。
[0032] 图2是臭氧氧化发光光谱检测葡萄酒中亚硫酸盐含量的检测仪器结构示意图。
[0033] 图2中：1、样品容器及样品，2、样品蠕动泵，3、反应室，3-1、反应腔；4、聚光镜系 统，5、准直镜，6、光导纤维，7、光纤光谱仪，8、数据传输线，9、光谱分析系统，10、可连接电 脑，11、残余臭氧消解器，12、反应后样品及容器，13、气液分离装置，14、臭氧蠕动泵，15、微 孔滤膜，16、臭氧腔，17、臭氧发生器；18、反射镜。
[0034] 图3是η种葡萄酒的平均臭氧氧化发光光谱； 图4是纯净水加亚硫酸盐平均含量为80mg/L的亚硫酸盐溶液的臭氧氧化发光光谱； 图5是纯净水加亚硫酸盐m个含量成梯度的系列亚硫酸盐溶液的臭氧氧化发光光谱； 图6是亚硫酸盐含量与臭氧氧化发光光谱特征波长光子数的对应关系曲线； 图7是葡萄酒臭氧氧化发光的平均背景光谱； 图8是一种被测葡萄酒的臭氧氧化发光光谱； 图9是背景光谱乘以加权系数64. 4/84. 05后得到的加权背景光谱； 图10是用被测葡萄酒的臭氧氧化发光光谱，减去加权背景光谱，得到被测葡萄酒的亚 硫酸盐含量光谱，根据波长506nm处的光子数，对照图6的图表查找或计算出被测葡萄酒的 亚硫酸盐含量为71. 4 mg/L。
【具体实施方式】
[0035] 参见图1，一种利用臭氧氧化发光光谱检测葡萄酒中亚硫酸盐含量的方法，其工作 流程图如图1所示，图中框内带斜杠的表示这些部分集成在分析系统内应用。
[0036] 利用所述检测仪器检测和分析多种类型的葡萄酒的臭氧氧化发光光谱，得到葡萄 酒的典型臭氧氧化发光光谱，取所述光谱中峰值点的波长作为特征点，峰值点的大小作为 特征值；利用国家标准GB/T15038-2006方法检测多种类型的葡萄酒的亚硫酸盐含量，得 出葡萄酒的典型亚硫酸盐含量，以及亚硫酸盐含量的范围；用纯净水加亚硫酸盐的方法配 置上述范围的不同含量的一系列的亚硫酸盐溶液，用检测仪器检测这些亚硫酸盐溶液的臭 氧氧化发光光谱，得到亚硫酸盐含量与臭氧氧化发光光谱的对应关系；在上述亚硫酸盐溶 液的光谱中，包含着葡萄酒的典型亚硫酸盐含量的光谱；用葡萄酒的典型臭氧氧化发光光 谱扣除葡萄酒的典型亚硫酸盐含量的光谱，得到葡萄酒的典型臭氧氧化发光的背景光谱； 把被测葡萄酒倒入检测仪器进行检测，得到被测葡萄酒的臭氧氧化发光光谱；根据所述特 征点对应的特征值，除以葡萄酒的典型臭氧氧化发光光谱的特征值，得出被测葡萄酒的加 权系数；用上述加权系数乘以背景光谱，得到加权背景光谱；用被测葡萄酒的臭氧氧化发 光光谱扣除加权背景光谱，得到被测葡萄酒的亚硫酸盐光谱；把被测葡萄酒的亚硫酸盐光 谱与含量与亚硫酸盐含量与臭氧氧化发光光谱的对应关系对照，得出被测葡萄酒的亚硫酸 盐含量。
[0037] 参见图2,利用臭氧氧化发光光谱检测葡萄酒中亚硫酸盐含量的仪器，所述检测仪 器包括电脑10、光谱分析处理系统9、USB数据传输线8、光纤光谱仪7、光导纤维6、准直镜 5,聚光镜4,反应腔3,葡萄酒样品蠕动泵2,葡萄酒样品容器1，微孔透气膜15,臭氧压力腔 16,臭氧蠕动泵14,臭氧发生器17,气液分离装置13,残余臭氧消解装置11，反应后样品容 器12。所述微孔透气膜15能透过臭氧气体而不能透过反应腔3-1内的样品，所述葡萄酒样 品容器1和所述样品蠕动泵2之间具有管路，样品蠕动泵2的出口管路与所述反应腔3连 通，所述臭氧发生器17和所述臭氧蠕动泵14之间具有管路，臭氧蠕动泵14的出口管路与 所述臭氧压力腔16连通，反应腔3的上方连接排出管路与气液分离装置13连通，所述气液 分离装置13分离出的气体通过管路与残余臭氧消解装置11连接，气液分离装置13分离出 的液体通过管路与反应后样品容器12连接，在反应腔3上方安装聚光镜4,在所述聚光镜4 后面设有准直镜5,光纤光谱仪7通过光导纤维6与所述准直镜5连接，所述光纤光谱仪7 与所述光谱分析处理系统9通过USB数据线8连接，在所述光谱分析处理系统9上设有数 据传输接口，可以通过数据线连接电脑10。所述光纤光谱仪7为微弱光光纤光谱仪。在所 述反应室3的反应腔3-1内设有反射镜18,所述反射镜18设在所述聚光镜系统4下方的反 应腔3-1的内壁上。设置反射镜18可以增加光的利用率，提高检测效果。
[0038] 检测过程如下：将待测葡萄酒样品2装入葡萄酒样品容器1中，启动样品蠕动泵 2,葡萄酒样品2经过管路进入反应室3的反应腔3-1内，同时启动臭氧发生器17产生臭氧， 经臭氧蠕动泵14提供压力，使臭氧先经过臭氧压力腔16,再透过微孔透气膜15进入反应 腔3-1，与被测葡萄酒样品接触进行氧化反应产生发光。发出的光进入聚光镜4汇聚，再经 过准直镜5进一步会聚，进入光导纤维6,导入光纤光光谱仪7,光纤光谱仪7将光信号转换 成包含光谱信息的数据信号，经USB数据线8传输到光谱分析处理系统9进行分析处理，得 到亚硫酸盐含量的数据信息。还可以输入到电脑10,进行显示、处理和保存。在反应腔3-1 反应后的葡萄酒样品经排出管路排入气液分离装置13,分离出的气体排入残余臭氧消解装 置11，反应后的葡萄酒样品经管路进入反应后样品容器12。
[0039] 实施例1 一种利用臭氧氧化发光光谱检测葡萄酒中亚硫酸盐含量的方法，所述方法工作原理如 下： (1) 、利用所述检测仪器检测多种(如η种）不同的葡萄酒，得到η种葡萄酒的臭氧氧化 发光光谱，取这些光谱的平均值，得到葡萄酒的平均臭氧氧化发光光谱(见图3,图中横坐标 表示光谱的波长，单位nm，纵坐标表示光子数，单位是个，下同)，在所述平均光谱光子数峰 值Gmax处的波长λ l=490nm作为特征波长，特征波长λ 1对应的峰值光子数Gmax=84. 05 作为加权基数备用； (2) 、利用国家标准GB/T15038-2006方法检测上述η种不同的葡萄酒的亚硫酸盐含量， 得出葡萄酒中亚硫酸盐含量的范围，例如10-130mg/L，求出亚硫酸盐含量平均值Ρ，例如 P=80mg/L； (3) 、用纯净水加亚硫酸盐的方法配置第（2)步骤中的亚硫酸盐含量平均值P的溶液， 用检测仪器检测含量为平均值P的亚硫酸盐溶液的臭氧氧化发光光谱，得到纯净水加亚硫 酸盐的平均值P的亚硫酸盐含量（80mg/L)的臭氧氧化发光光谱，参见图4,该光谱光子数峰 值Pmax点所在波长λ 2=506nm，作为亚硫酸盐特征波长，对应50光子数； (4) 、用纯净水加亚硫酸盐的方法配置第（2)步骤中的η种不同的葡萄酒亚硫酸盐含量 范围区间的含量成梯度的系列亚硫酸盐溶液m个； (5) 、用检测仪器检测上述第4步骤m个含量(浓度)成梯度的系列亚硫酸盐溶液的臭氧 氧化发光光谱，参见图5,取第（3)步骤中光谱峰值点所在波长λ 2=506nm对应的光子数作 为横轴，亚硫酸盐浓度(含量）为纵轴建立坐标系，连接对应的点得到亚硫酸盐含量与臭氧 氧化发光光谱特征波长光子数的对应关系曲线，参见图6 ; (6) 、用第（1)步骤中η种葡萄酒的平均臭氧氧化发光光谱，如图3,扣除第（3)步骤中 纯净水加亚硫酸盐平均值Ρ的亚硫酸盐含量的臭氧氧化发光光谱，如图4,得到葡萄酒臭氧 氧化发光的平均背景光谱，参见图7 ; (7) 、用检测仪器检测被测葡萄酒，得到被测葡萄酒的臭氧氧化发光光谱，参见图8 ;根 据第（1)步骤所述特征λ 1波长（490nm)对应被测葡萄酒臭氧氧化发光光谱的纵坐标值 (64. 4)，除以第（1)步骤中葡萄酒平均光谱的峰值Gmax (84. 05,加权基数)，得出被测葡萄 酒的加权系数K，即K=64. 4/84. 05 ; (8) 、用上述加权系数Κ乘以第（6)步骤葡萄酒臭氧氧化发光的平均背景光谱，参见图 7,得到加权背景光谱，参见图9 ; (9) 、用第（7)步骤得出的被测葡萄酒的臭氧氧化发光光谱，扣除第（8)步骤得到的加 权背景光谱，得到被测葡萄酒的亚硫酸盐光谱，参见图10 ; (10) 、在被测葡萄酒的亚硫酸盐光谱曲线中找到亚硫酸盐特征点为第（3)步骤中波长 λ 2=506nm对应的光子数41. 5,通过该光子数41. 5与第（5)步骤中亚硫酸盐含量与臭氧氧 化发光光谱特征波长光子数的对应关系曲线图6对照，查找或计算出被测葡萄酒的亚硫酸 盐含量(浓度）为71.4 mg/L。
[0040] 实施例2为亚硫酸盐溶液与被测葡萄酒样品光谱比较，步骤如下： (1 )、利用臭氧发生器17产生臭氧气体，臭氧的浓度范围为20mg/L，控制臭氧蠕动泵14 使流量为l〇〇mL/min,将臭氧气体送入反应室3 ; (2) 、用样品蠕动泵2将葡萄酒样品送入反应室3，流量为8〇111171^11; (3) 、臭氧气体通过微孔透气膜15后与葡萄酒样品在反应室的反应腔混合，连续均匀 地与葡萄酒样品接触进行化学反应，产生化学发光； (4) 、聚光镜系统4接收发光信号，聚光镜系统4汇聚光能量到准直镜5、准直镜5再会 聚到光导纤维6的接收端口，传输到光纤光谱仪7 ; (5) 、利用光纤光谱仪7对光信号进行转换，转换成数据信息输入光谱分析处理系统9 进行分析处理，得到被测葡萄酒的臭氧氧化发光光谱，保存光谱； (6) 、配制浓度为lOOmg / L的亚硫酸盐溶液作为被测样品； (7) 、利用臭氧发生器17产生臭氧气体，臭氧的浓度范围为20mg/L，控制臭氧蠕动泵14 使流量为l〇〇mL/min,将臭氧气体送入反应室3 ; (8) 、用样品蠕动泵2将亚硫酸盐样品送入反应室3，流量为8〇111171^11; (9) 、臭氧气体通过微孔透气膜15后与亚硫酸盐样品在反应室3的反应腔混合，连续均 匀地与亚硫酸盐样品接触进行化学反应，产生化学发光； (10) 、聚光镜系统4接收发光信号，聚光镜系统4汇聚光能量到准直镜5、准直镜5再会 聚到光导纤维6的接收端口，传输到光纤光谱仪7 ; (11) 、利用光纤光谱仪7对光信号进行转换，转换成数据信息输入光谱分析处理系统9 进行分析处理，得到亚硫酸盐的臭氧氧化发光光谱； (12) 、用葡萄酒的臭氧氧化发光光谱扣除亚硫酸盐的臭氧氧化发光光谱，得到的数据 作为葡萄酒背景信号输入光谱分析处理系统9 ; (13) 、再次检测葡萄酒的臭氧氧化发光光谱，在光谱分析处理系统内扣除背景光谱，即 为葡萄酒中的亚硫酸盐的光谱。
[0041] 利用本发明方法可以获取葡萄酒臭氧氧化发光的波长范围的光强度数据，即光谱 信息，根据获取的光谱数据可以对应被测葡萄酒中包含的物质成分，开展更加深入的研究 分析。本发明方法主要用于研究和分析葡萄酒被臭氧氧化产生发光的光谱，可以用于对应 分析检测葡萄酒被臭氧氧化产生发光的特定成分的种类和含量。本本发明方法可以开发出 获取臭氧氧化葡萄酒产生的化学发光光谱的仪器，并利用这种仪器充分研究臭氧氧化葡萄 酒发光光谱揭示的反应过程的规律，开辟更广泛的研究领域，综合评价被测葡萄酒的指标 和特定成分物质的含量。
[0042] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟 悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实 施例。凡未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简 单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【权利要求】
1. 一种利用臭氧氧化发光光谱检测葡萄酒中亚硫酸盐含量的方法，所述方法采用检测 仪器，其特征在于，所述方法按照下述步骤进行： (1 )、利用所述检测仪器检测η种不同的葡萄酒，得到η种葡萄酒的臭氧氧化发光光谱， 取η种葡萄酒的臭氧氧化发光光谱的平均值，得到η种葡萄酒的平均臭氧氧化发光光谱，在 所述葡萄酒的平均光谱光子数峰值Gmax处的波长λ 1作为特征波长，特征波长λ 1对应的 峰值光子数Gmax作为加权基数备用； (2) 、利用国家标准GB/T15038-2006方法检测上述η种不同的葡萄酒的亚硫酸盐含量， 得出η种葡萄酒中亚硫酸盐含量的范围，根据η种葡萄酒中亚硫酸盐含量的范围，求出亚硫 酸盐含量平均值Ρ; (3) 、用纯净水加亚硫酸盐的方法配置第（2)步骤中的亚硫酸盐含量平均值Ρ的溶液， 用检测仪器检测含量为平均值Ρ的亚硫酸盐溶液的臭氧氧化发光光谱，得到纯净水加亚硫 酸盐的平均值Ρ的亚硫酸盐含量的臭氧氧化发光光谱，该光谱光子数峰值Pmax点所在波长 λ 2作为亚硫酸盐特征波长； (4) 、用纯净水加亚硫酸盐的方法配置第（2)步骤中的η种葡萄酒亚硫酸盐含量范围区 间成梯度的系列亚硫酸盐溶液m个； (5) 、用检测仪器检测第（4)步骤中m个含量成梯度的系列亚硫酸盐溶液的臭氧氧化 发光光谱，取第（3)步骤中的波长λ 2对应的光子数作为横轴，亚硫酸盐含量为纵轴建立坐 标系，连接对应的点得到亚硫酸盐含量与臭氧氧化发光光谱特征波长光子数的对应关系曲 线. (6) 、用第（1)步骤中η种葡萄酒的平均臭氧氧化发光光谱扣除第（3)步骤中纯净水加 亚硫酸盐的平均值Ρ的亚硫酸盐含量的臭氧氧化发光光谱，得到葡萄酒臭氧氧化发光的平 均背景光谱； (7) 、用检测仪器检测被测葡萄酒，得到被测葡萄酒的臭氧氧化发光光谱，根据第（1)步 骤中所述特征波长λ 1对应被测葡萄酒臭氧氧化发光光谱的纵坐标值，除以第（1)步骤中 加权基数Gmax，得出被测葡萄酒的加权系数Κ ; (8) 、用上述加权系数K乘以第（6)步骤中葡萄酒臭氧氧化发光的平均背景光谱，得到 加权背景光谱； (9) 、用第（7)步骤得出的被测葡萄酒的臭氧氧化发光光谱，扣除第（8)步骤得到的加 权背景光谱，得到被测葡萄酒的亚硫酸盐光谱； (10) 、在被测葡萄酒的亚硫酸盐光谱曲线中找到亚硫酸盐特征点为第（3)步骤中波长 λ 2对应的光子数，通过该光子数与第（5)步骤中亚硫酸盐含量与臭氧氧化发光光谱特征 波长光子数的对应关系曲线对照，查找或计算出被测葡萄酒的亚硫酸盐含量。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述仪器包括电脑（10)、光谱分析系统 (9)、反应室（3)、样品容器（1)、样品蠕动泵（2)、臭氧发生器（17)、臭氧蠕动泵（14)，所述反 应室（3)中设有微孔滤膜（15)，所述微孔滤膜（15)将所述反应室（3)分隔为臭氧腔（16)和 反应腔（3-1)，所述样品容器1和所述样品蠕动泵（2)之间具有管路，样品蠕动泵（2)的出口 管路与所述反应室（3)的反应腔（3-1)连通，所述臭氧发生器（14)和所述臭氧蠕动泵（14) 之间具有管路，臭氧蠕动泵（14)的出口管路与所述反应室的臭氧腔（16)连通，排出管路与 所述反应室的反应腔（3-1)的上方连通，在反应腔（3-1)上方内设有聚光镜系统（4)，在所 述聚光镜系统（4)后面设有准直镜（5)，光纤光谱仪（7)通过光导纤维（6)与所述准直镜（5) 连接，所述光纤光谱仪（7 )与通过数据传输线（8 )与所述光谱分析系统（9 )连接，所述光谱 分析系统（9)与所述电脑（10)连接。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述光纤光谱仪（7)为微弱光光纤光 谱仪。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于：反应腔（3-1)的上方连接的排出管路与气 液分离装置（13)连通，所述气液分离装置（13)分离出的气体通过管路与残余臭氧消解器 11连接，气液分离装置（13)分离出的液体通过管路与反应后样品容器（12)连接。
5. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在所述反应室（3)的反应腔（3-1)内 设有反射镜（18)，所述反射镜（18)设在所述聚光镜系统（4)下方的反应腔（3-1)的内壁上。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：臭氧与亚硫酸盐反应发出微弱的光，微弱 光信号经光能量采集系统导入光导纤维的接收端，经光导纤维输入到光谱仪，再输入光谱 分析系统进行分析处理。
【文档编号】G01N21/31GK104142307SQ201310170222
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年5月10日 优先权日:2013年5月10日
【发明者】侯广利, 张颖颖, 刘冬彦, 张颖, 汤永佐, 张述伟, 刘岩, 王洪亮, 曹煊, 曹璐, 张婷, 郭翠莲 申请人:山东省科学院海洋仪器仪表研究所