一种构建特基拉酒产地溯源模型的方法与流程

本发明属于分析检测领域，更具体地，涉及一种构建特基拉酒产地溯源模型的方法。
背景技术：
：龙舌兰酒是墨西哥的国酒，被称为墨西哥的灵魂，其因墨西哥城奥运会而名扬世界，该酒起源于西班牙殖民者的蒸馏技术，是以龙舌兰(agave)为原料经过蒸馏制作而成的一款蒸馏酒。主要分为2大类：龙舌兰酒和特基拉，其中龙舌兰酒主要用于鸡尾酒的基酒，而特基拉(Tequila)一度流行的饮用方法是搭配盐和青柠一口应尽，但是近年来，作为鸡尾酒的优良组分以及单独品饮酒，得到越来越多的认可，其中特基拉100％(Tequila)的价值最高，属于龙舌兰酒中构成中金字塔塔顶部分产品。其中特基拉(Tequila)的生产受到了墨西哥政府的保护，如果烈酒要被称为Tequila特基拉，必须在五个法定州(哈利斯科(Jalisco)、纳亚里特州、瓜纳华托州(Guanjuat)、米却肯州(Michoaca)、塔毛利帕斯(Tamaulip))内种植的蓝龙舌兰(blueagave)作为原料，并在五个州内生产；而用龙舌兰草其他分支酿制出来的酒不叫特基拉，只能叫龙舌兰(Mezcal)，同时法律规定，生产一款特基拉酒所用的可发酵糖中必须至少有51％来自蓝龙舌兰，其余可来自于其他任何原料糖，原料全部来自龙舌兰的特基拉酒可以在酒标上注明Tequila100％agave特基拉，其他特基拉只能标为特基拉，有时候会被称为mixto混合或regular普通。其中特基拉分为5等级：Blanco白色、Joven/Oro(年轻/金色)、Reposado经过短暂保存、Anejo老陈酿、ExtraAnejo特老陈酿。不同等级，不同来源的龙舌兰酒质量价格差异巨大，酒精饮料出现的造假行为主要是(1)非法勾兑；(2)用不知名的产区冒充著名产区；(3)用低等级的冒充高等级的酒精类饮料。酒精饮料的掺假问题一直在国际酒精类市场引起广泛的关注，一直是从事酒精类饮料相关研究和
技术领域：
试图彻底解决的难题。为应对龙舌兰酒掺假问题，保证我国进口龙舌兰酒的质量，维护市场秩序，保护我国消费者的经济利益和保护消费的食品质量安全利益，亟待开展关于龙舌兰酒的产地溯源、品质鉴定和掺假鉴别新技术研究。技术实现要素：本发明的一个目的在于提供一种构建特基拉酒产地溯源模型的方法。该方法通过利用气相色谱-稳定同位素质谱(GC-IRMS)测定特基拉酒中乙醇的δ13C，平衡分析-稳定同位素质谱(GasBench-IRMS)测定特基拉酒中水的δ18O和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定特基拉酒中金属元素种类和含量结果，然后利用数据统计分析构建不同产地特基拉酒的判别模型。为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：一种构建特基拉酒产地溯源模型的方法，该方法包括如下步骤：1)利用GC-IRMS测定不同产地的特基拉酒试样中乙醇的δ13C值，建立δ13C数据库；2)利用GasBenchⅡ-IRMS测定不同产地的特基拉酒试样中水的δ18O值，建立δ18O数据库；3)利用ICP-MS测定不同产地的特基拉酒试样中金属元素的含量，建立金属元素含量数据库；4)将步骤1)、2)和3)所建立的数据库进行数据统计分析，构建进口特基拉酒的产地判别模型。本发明所述试样是指原料全部来自龙舌兰的特基拉酒，即特基拉酒(100％)。进一步，步骤1)具体按如下步骤进行：a)前处理：将色谱纯乙醇和色谱纯丙酮混合，得乙醇-丙酮混合液；将特基拉酒试样和色谱纯丙酮混合，得待测液；b)采用GC-IRMS技术对所述乙醇-丙酮混合液进行测定，确定乙醇的保留时间；c)根据步骤b)中乙醇的保留时间，采用GC-IRMS技术测定待测液中乙醇的δ13C值；d)根据步骤a)至c)的方法，建立不同产地特基拉酒(100％)的乙醇δ13C数据库。进一步，所述色谱纯乙醇和色谱纯丙酮的体积比为3-10:1000；所述特基拉酒和色谱纯丙酮的体积比为8-25:1000。进一步，GC-IRMS技术测定条件为：色谱柱为RTX-WAX(30m，0.25mm，0.25μm)；进样1μL；载气为高纯氦气，流速为1.2mL/min，分流比为30:1，进样口：200℃；柱箱的升温程序如下：起始温度为40℃，持续5min，然后以10℃/min速率上升至80℃，在80℃保持1min，最后以25℃/min速率上升至200℃，在200℃保持4min，燃烧管温度为1000℃；参考气为CO2。进一步，步骤2)具体按如下步骤进行：a)前处理：取特基拉酒试样于螺旋盖样品瓶中，拧紧瓶盖，固定吹气针；然后设定自动进样器置换程序，用0.3％CO2+He的混合气自动置换瓶中空气，充气300s，置换空气后平衡12-24h；b)平衡结束后用GasBenchⅡ-IRMS测定所述特基拉酒试样中水的δ18O值；c)根据a)至b)的方法，建立不同产地特基拉酒(100％)中水的δ18O数据库。进一步，GasBenchⅡ-IRMS测定条件为：载气为高纯氮气，平衡气为0.3％CO2+He的混合气，参考气为CO2，柱箱温度为65℃。进一步，步骤3)具体按如下步骤进行：a)前处理：取特基拉酒试样25mL，于90-100℃水浴中将特基拉酒(100％)中的酒精蒸干后用1％硝酸溶液定容到25mL，得含特基拉酒(100％)试样的混合液；b)用1％硝酸溶液分别稀释各金属离子的单标贮备液，得不同的金属离子标准溶液；c)分别取不同的金属离子标准溶液，用1％硝酸溶液进行稀释,得浓度为0.1-500μg/L的混合标准贮备液(例如0.1、0.5、1.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0、200.0或500.0μg/L等)；d)1％硝酸溶液、步骤a)中的含特基拉酒(100％)试样的混合液、步骤b)中的金属离子标准液和步骤c)中的混合标准贮备液分别采用ICP-MS进行测定，得特基拉酒试样中金属元素的含量；e)根据步骤a)至d)的方法，建立不同产地特基拉酒中金属元素含量的数据库。进一步，步骤d)中采用ICP-MS进行测定具体通过如下步骤实现：开机,仪器进入真空状态下,打开冷却循环水，打开氩气阀,调节分压为0.6MPa；装好蠕动泵管,将进样端插入纯水中；仪器点火；用浓度均为1.0μg/L的元素调谐液来调整仪器工作参数,观察In、Co和U元素的信号强度,当氧化物产率(CeO/Ce)<2.0％、双电荷<2.1％,同时Co、In、U的响应值分别大于15.7、44、100Mcps时,进行测定；设置提升时间30s,将1％硝酸溶液、步骤a)中的含特基拉酒(100％)试样的混合液、步骤b)中的金属离子标准液和步骤c)中的混合标准贮备液分别引入ICP-MS中,每个样品采集3次,每个样品测定22种元素(Li、Na、Mg、Al、K、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Ag、Cd、Ba、Pb、Bi和Sr)，取平均值，给出测定结果；根据测定结果计算得特基拉酒试样中金属元素的含量；所述的金属元素为Li、Na、Mg、Al、K、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Ag、Cd、Ba、Pb、Bi和Sr；进一步，ICP-MS测定条件为：采用1.0μg/L的调谐液对仪器进行优化,优化参数列于表1；砷元素的测定采用动态反应池模式,设定参数为CellgasA:0.3；CellgasB:0；RPa:00；RPq:0.5；表1待测元素ICP-MS的仪器参数进一步，所述数据统计分析是利用多元统计方法主成分分析(PCA)结合分析软件R语言偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)进行统计分析。本发明将特基拉酒中乙醇中的碳同位素、水中的氧同位素以及金属元素三类物质构建数据库，然后再结合数学挖掘手段，即多元统计方法主成分分析(PCA)结合分析软件R语言偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)进行统计分析。构建进口特基拉酒的产地判别模型，有效提高溯源的准确性。特别说明，本发明1％硝酸溶液均是指体积分数为1％的硝酸溶液。本发明的有益效果如下：1、本发明构建特基拉酒(100％)产地溯源模型的方法准确和有效，且解决了地理标识产品在口岸进口监管和国内市场监管面临的检测手段和技术方法缺失的问题，规范了进口特基拉酒(100％)的市场，保护了消费者的权益。2、本发明构建特基拉酒(100％)产地溯源模型的方法,为保护和规范上亿元的特基拉酒(100％)市场做了强有力的技术支撑。附图说明下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出了GC-IRMS测定特基拉酒(100％)中乙醇的δ13C离子流图。图2示出了GasBenchⅡ-IRMS测定特基拉酒(100％)中水的δ18O离子流图。图3构建特基拉产地溯源模型方法的流程图图4示出了特基拉酒(100％)的PLS-DA分析模型之下主成分的二维图。图5示出了特基拉酒(100％)的PLS-DA分析模型之下主成分的三维图。具体实施方式为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。实施例1特基拉酒(100％)中乙醇δ13C的测定将色谱纯乙醇和色谱纯丙酮混合，得乙醇-丙酮混合液；将特基拉酒(100％)试样和色谱纯丙酮混合，得待测液；采用GC-IRMS技术对所述乙醇-丙酮混合液进行测定，确定乙醇的保留时间；根据乙醇的保留时间，采用GC-IRMS技术测定待测液中乙醇的δ13C值(δ13C离子流图见图1)。GC-IRMS技术测定条件：GC-IRMS技术测定条件为：色谱柱为RTX-WAX；进样1μL；载气为高纯氦气，流速为1.2mL/min，分流比为30:1，进样口：200℃；柱箱的升温程序如下：起始温度为40℃，持续5min，然后以10℃/min速率上升至80℃，在80℃保持1min，最后以25℃/min速率上升至200℃，在200℃保持4min，燃烧管温度为1000℃；参考气为CO2。参考气标定：碳同位素标准物质样品制备：在洁净平板上，取炭黑标准物质约2mg于锡纸杯中，用镊子将锡纸杯口闭合，适当用力使锡纸杯成扁平状，并折叠成小方块或小圆球状，待FlashEA-IRMS分析测定，标定参考气CO2的δ13C值，样品碳同位素比δ13C测定的标准偏差小于0.15‰，满足技术要求，参考气CO2的δ13CVPDB标定为-21.73‰。方法精密度测定：同一个样品中乙醇的碳同位素比用GC-IRMS重复测定8次，并计算标准偏差，结果显示乙醇碳同位素比δ13C测定的标准偏差小于0.2‰，能满足实验的检测要求。采用上述相同的测定方法，建立不同产地特基拉酒中乙醇的δ13C数据库(结果见表2)。实施例2特基拉酒(100％)中水δ18O的测定1)取特基拉酒(100％)试样500μL于螺旋盖样品瓶中，拧紧瓶盖，固定吹气针；然后设定自动进样器置换程序，用0.3％CO2+He的混合气置换瓶中空气，充气300s，平衡12-24h，平衡结束后用GasBenchⅡ-IRMS测定所述特基拉酒试样中水的δ18O值(δ18O离子流图见图2)。测定条件：载气：氦气；载气压力：0.9bar；参考气：CO2；参考气压力：1.3bar；柱温：65℃。参考气标定：氧同位素标准物质样品制备：取500μL氧同位素水标准物质于螺旋盖样品瓶中，拧紧瓶盖，放在样品盘上，固定吹气针，设定自动进样器置换程序，用0.3％CO2+He的混合气置换瓶中空气，充气300s，平衡12-24h；平衡结束后用GasBenchⅡ-IRMS分析测定，标定参考气CO2的δ18O值。方法精密度测定：按照上述的实验条件和步骤，同一个样品中水的氧同位素比用GasBenchⅡ-IRMS重复测定8次，并计算标准偏差，结果显示样品氧同位素比δ18O测定的标准偏差小于0.08‰，能满足实验的检测要求。采用上述相同测定的方法，建立不同产地特基拉酒中水的δ18O数据库(结果见表2)。实施例3特基拉酒(100％)中的金属元素1)前处理：将25ml的特基拉酒(100％)试样于100℃水浴中蒸干酒精后用体积比为1％硝酸定容到25mL，得含特基拉酒试样的混合液；2)标准溶液的配制：金属离子标准溶液的配制:用1％硝酸溶液分别稀释各金属离子的单标贮备液,得浓度为10μg/mL的金属离子标准溶液；3)混合标准贮备液的配制:分别取各金属离子标准溶液2.5mL,用1％硝酸溶液稀释至50mL,得浓度为500μg/L的混合标准贮备液。不同浓度标准液的配制:取一定量的混合标准贮备液,用1％硝酸溶液逐级稀释为以下浓度:0.1、0.5、1.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0和200.0μg/L；4)开机,仪器进入真空状态下,打开冷却循环水,打开氩气阀,调节分压为0.6MPa；装好蠕动泵管,将进样端插入纯水中；仪器点火,并进入操作准备状态。用浓度均为1.0μg/L的元素调谐液来调整仪器工作参数,观察In、Co、U3个元素的信号强度,当氧化物产率(CeO/Ce)<2.0％、双电荷<2.1％,同时Co、In、U的响应值分别大于15.7、44、100Mcps时,进行样品测定；设置提升时间30s,将1％硝酸溶液、步骤1)中的含特基拉酒试样的混合液、步骤2)中的金属离子标准液和步骤3)中的混合标准贮备液分别采用ICP-MS进行测定,每个样品采集3次,取平均值；以各个元素的浓度为横坐标，质谱强度为纵坐标,绘制标准曲线,计算线性回归方程(元素的线性范围、线性方程、检出限见表3)、得特基拉酒试样中金属元素的含量。ICP-MS工作条件：采用1.0μg/L的调谐液对仪器进行优化,优化参数列于表1。砷元素的测定采用动态反应池模式,设定参数为CellgasA:0.3；CellgasB:0；RPa:00；RPq:0.5。采用上述相同的测定方法，建立不同产地特基拉酒中金属元素含量的数据库(结果见表4)。实施例41)根据实施例1、2和3建立的数据库，利用多元统计方法主成分分析(PCA)结合分析软件R语言偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)进行统计分析，构建进口特基拉酒的产地判别模型，结果见图4和图5，通过图4和图5可以看出，其模型能很好的将四个产区分开。2)利用判别模型将四个不同产区的特基拉酒(100％)试样进行测定，结果见表5，由表5可以看出其判别平均准确率为93.75％，说明该模型可靠，判别准确率高。表2特基拉酒(100％)中乙醇δ13C和水δ18O表3金属元素的线性范围、线性方程、检出限表4特基拉酒(100％)中22种金属元素值(单位为mg/L)产地LiNaMgAlKCaVCrMnFeGuanjuat0.70701.4539.6115.01125.78106.770.120.601.670.68Guanjuat0.72723.0138.4114.23120.23110.360.130.581.710.70Guanjuat0.69711.0140.2114.63128.60102.360.110.611.600.71Guanjuat0.71718.9037.6515.23131.12105.420.120.291.640.69Guanjuat1.772473.34126.952.31221.63276.100.161.584.525.73Michoaca1.932531.6227.830.911190.56170.210.080.870.701.36Michoaca1.452888.8196.359.42583.98216.990.121.121.809.79Michoaca1.442812.0392.139.02560.23208.320.111.141.699.56Michoaca1.462872.2393.569.51574.68221.360.131.101.7110.04Michoaca1.432860.4595.219.34566.23210.840.121.131.829.61Michoaca3.164844.8858.177.78363.91195.950.0611.731.933.91Jalisco2.804752.1324.8613.45372.1572.360.0817.680.864.38Jalisco2.754809.5624.2113.28360.5675.210.0517.820.794.41Jalisco3.074928.5267.1416.82322.90193.410.096.582.685.64Jalisco3.004915.5664.2316.32310.56189.630.086.622.605.62Jalisco3.034895.5670.3217.21335.68198.540.076.502.935.58Tamaulip0.431436.52138.567.41152.36456.380.214.623.346.64Tamaulip0.441447.65135.827.70140.35480.230.204.803.406.58Tamaulip0.411466.35144.327.52160.82462.570.194.703.386.70Tamaulip0.522117.16108.0140.57155.05398.740.9816.347.2712.13Tamaulip0.512234.20104.3242.53148.96401.280.9216.017.3112.02Tamaulip0.532186.32114.3239.10162.85410.150.9616.507.4012.10-续表4(单位为mg/L)产地NiCuZnAsSeAgCdBaPbBiSrCoGuanjuat0.3420.021.801.250.210.070.020.000.030.400.390.07Guanjuat0.3319.921.821.200.200.060.020.000.300.400.390.07Guanjuat0.3420.681.781.240.220.070.030.000.030.390.380.08Guanjuat0.3520.071.851.220.210.060.010.000.030.400.390.06Guanjuat0.25420.767.420.850.150.030.030.850.200.112.230.09Michoaca0.164.820.930.470.160.010.000.000.270.020.260.05Michoaca0.58978.1826.850.480.100.010.031.610.880.011.230.10Michoaca0.57960.3525.680.470.090.010.021.620.890.011.200.09Michoaca0.56980.1327.100.490.110.020.031.580.870.011.240.11Michoaca0.57971.4524.830.460.090.010.021.610.890.011.210.10Michoaca1.734.732.220.390.220.010.002.230.230.001.080.08Jalisco0.274.620.950.420.170.010.020.000.120.000.360.08Jalisco0.264.600.910.410.160.020.000.000.110.010.380.08Jalisco0.474.192.010.290.100.010.000.530.290.001.550.13Jalisco0.464.012.050.280.090.020.000.510.280.001.550.12Jalisco0.484.241.980.300.110.010.000.540.300.001.540.14Tamaulip0.420.702.080.800.570.000.002.680.260.006.500.10Tamaulip0.440.782.090.790.560.000.012.900.300.006.380.10Tamaulip0.430.752.150.820.590.010.002.880.270.006.440.11Tamaulip1.631.443.240.970.680.000.000.004.240.017.180.52Tamaulip1.621.403.320.960.670.020.000.004.230.007.020.51Tamaulip1.641.383.300.980.660.000.000.004.200.017.200.53表5模型判别分析结果类别GuanjuatJaliscoMichoacaTamaulipGuanjuat4000Jalisco0300Michoaca1030Tamaulip0005准确率75％100％100％100％显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。当前第1页1 2 3