专利名称：：一种通过荧光素区分不同香型白酒的方法
技术领域：
：本发明涉及一种区分不同香型白酒的方法，尤其涉及一种通过荧光素区分酒精度相同或接近的不同香型白酒的方法。
背景技术：
：白酒是我国的特色酒类，其酿造生产技术属于传统行业，有着悠久的历史文化。白酒的发展在丰富我们生活的同时，创造了灿烂的饮酒文化。我国白酒香型丰富多样，一直是白酒行业研究的一个焦点。以往对白酒香型的鉴别主要依靠人的感官进行判别，但是这种方法不仅需要长期的经验积累，而且受人的感官和精神状态影响较大，稳定性和准确性难以保证。近几年来，随着气相色谱技术的发展和应用，对白酒中的醇类、酯类、酸类、醛类等上百种物质都进行了定性定量研究，但是因白酒中微量成分含量的差别非常小，往往不能用几种甚至几十种成分来定义一种白酒。现有的电子鼻分析检测技术、质谱技术、近红外光谱技术等也广泛应用于区分不同香型白酒，但因前期处理繁琐、价格昂贵、耗时长等缺点，在制酒企业难以普及应用。
发明内容针对现有技术中的不足之处，本发明提供了效率高、区分成本低和适用性强的一种通过荧光素区分不同香型白酒的方法。本发明提供的一种通过荧光素区分不同香型白酒的方法，该方法的主要步骤包括1)用无水乙醇制备浓度为2.5XIO"33.5X10"3mol/L的荧光素试剂，在34°C下避光保存；2)取步骤1)中配置好的荧光素试剂，将荧光素试剂分别与酒精度相同或接近的不同待测白酒按1801120体积比配置待测溶液，摇勻后避光条件下静置一段时间Τ,T>30min；3)从不同的待测溶液中取2.53.5mL，分别盛装在石英比色皿内，加盖密封；4)将荧光光谱仪的激发波长设定为490500nm，入射和发射狭缝为2.510.Onm；采用荧光光谱仪对各个石英比色皿内的待测溶液进行扫描，扫描速度为8001200nm/min,并记录200800nm波长范围内的荧光发射光谱；5)从荧光发射光谱中波长为300380nm及505530nm范围内选取数个对应的荧光峰强度值，输入SPSS软件，通过SPSS软件进行模式识别分析，显示出不同香型白酒对应的树状图和二维散点图，通过树状图和二维散点图将不同香型白酒区分开。进一步，所述步骤4)中，荧光光谱仪的激发波长设定为495nm。与现有技术相比，本发明的一种通过荧光素区分不同香型白酒的方法具有如下优占.^\\\·1、高效性本发明可快速高效地将酒精度相同或接近的不同待测白酒区分开，气相色谱法测定一个酒样需要1个小时左右，而荧光分析法一般只需要几分钟时间，且样品不需要前处理。2、准确性高以往人工区分不同香型白酒费用高，准确性受到人为主观因素影响比较多，本发明的方法能低成本，高准确性将酒精度相同或接近的不同香型白酒区分开。3、整体性相比气相色谱及液相色谱法对白酒中单种物质的分析，荧光分析法侧重于对白酒光谱整体性的研究。白酒在贮存的过程中，其微量物质在这个复杂的体系中发生一系列物理化学变化，各组分含量趋于平衡，酒体趋于稳定，并且有新的物质形成。而这些特征可以在荧光素与白酒作用后的荧光光谱中得到体现。4、适用性强本方法以荧光光谱形状与荧光强度结合的方法将不同香型的白酒区分开，将其方法应用到连续生产中，可随时测定白酒荧光光谱，规范白酒生产过程，使生产出来的白酒风格突出，品质优良。5、白酒中因为含有醇类，醛类，酯类，酸类，酚类等微量物质，其本身具有一定的荧光特性，但是微量物质含量仅占总体的2%左右，导致其荧光特征显著性较差。而本发明使用的荧光素因其分子具有大的共轭η键结构，且呈刚性平面，荧光量子产率较高，荧光强度显著。并且相比白酒自身的荧光光谱，与荧光素作用后的白酒荧光光谱曲线相对平滑简单，在数据分析和光谱识别方面具有一定优势。6、以往的研究关注于白酒中主要微量成分在紫外-可见光光谱中的表现，而荧光光谱分析法比分光光度法的灵敏度高23个数量级，所以白酒和荧光素反应后得到的荧光光谱差异在一定程度上反映了白酒中微量物质种类及含量的差异。图1为桂林三花酒、泸州老窖特曲、汾酒、湘泉酒和郎酒5种白酒的荧光发射光谱图；图2为西凤酒和景芝白干酒2种白酒的荧光发射光谱图；图3为董酒和四特老窖酒2种白酒的荧光发射光谱图；图4为9种酒样分层聚类分析图；图5为以主成分1和主成分2为轴的白酒散点分布图。具体实施例方式一种通过荧光素区分不同香型白酒的方法，主要步骤包括1)用无水乙醇制备浓度为2.5Χ10_33.5X10"3mol/L的荧光素试剂，在34°C下避光保存；2)取步骤1)中配置好的荧光素试剂，将荧光素试剂分别与酒精度相同或接近的不同待测白酒按1801120体积比配置待测溶液，摇勻后避光条件下静置一段时间Τ,T>30min；3)从不同的待测溶液中取2.53.5mL，分别盛装在石英比色皿内，加盖密封；4)将荧光光谱仪的激发波长设定为490500nm，入射和发射狭缝为2.510.Onm;采用荧光光谱仪对各个石英比色皿内的待测溶液进行扫描，扫描速度为8001200nm/min,并记录200800nm波长范围内的荧光发射光谱；5)从荧光发射光谱中波长为300380nm及505530nm范围内选取数个对应的荧光峰强度值，输入SPSS软件，利用SPSS软件中的分层聚类分析和主成分分析或判别分析等方法进行模式识别分析，显示出不同香型白酒对应的树状图和二维散点图，通过树状图和二维散点图将不同香型白酒区分开。本实施例中，荧光光谱仪的激发波长设定为490500nm。荧光素在乙醇溶液中，最佳激发波长为495nm附近；第一吸收谱带在440520nm之间，最大发射峰在515nm左右；选择发射波长在200SOOnm是因为这个波长范围基本上能完全记录荧光素与白酒作用后发射峰，衍射峰等波峰的光谱表现，有利于光谱的解析及白酒性质的研究。选取300380nm附近的特征指数是因为此波段是乙醇及其缔合物的荧光峰，其与505530nm附近荧光峰协同可区分不同香型白酒。按照中国白酒行业标准，白酒可分为浓香型、酱香型、清香型、米香型等不同香型，本发明以中国9种香型白酒为实验对象，其酒精度分布在53%、50%、45%附近。下表中列出了9种香型白酒的酒精度、香型及产地，以下酒样均为市购。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例1以桂林三花酒、泸州老窖特曲、汾酒、湘泉酒和郎酒5种白酒为待测对象。1)用无水乙醇配置浓度为2.5X10_3mol/L的荧光素试剂，在温度；TC下避光保存。2)取步骤1)中配置好的荧光素试剂，将荧光素试剂分别与桂林三花酒、泸州老窖特曲、汾酒、湘泉酒和郎酒按180体积比配置5种待测溶液，摇勻后避光条件下静置35min。3)分别从5种待测溶液中各取2.5mL待测溶液，分别盛装在石英比色皿内，加盖密封。4)将荧光光谱仪的激发波长设定为490nm，入射和发射狭缝为2.5nm；用荧光光谱仪分别对石英比色皿内的5种待测溶液进行扫描，扫描速度为SOOnm/min，并记录200SOOnm波长范围内的荧光发射光谱。图1为桂林三花酒、泸州老窖特曲、汾酒、湘泉酒和郎酒5种白酒的荧光发射光谱图，图中1代表桂林三花酒，2代表泸州老窖特曲，3代表汾酒，4代表湘泉酒，5代表郎酒。在最大发射峰处，桂林三花酒的相对荧光强度最强，在酒度相近的情况下，荧光强度与白酒微量成分种类及量比有关。郎酒的相对荧光强度最弱。泸州老窖特曲、汾酒及其湘泉酒的荧光强度介于两者之间。实施例表明，不同香型白酒中微量成分种类及量比与其荧光强度存在关联关系。实施例2以西凤酒和景芝白干酒2种白酒为待测对象。1)用无水乙醇配置浓度为3.OX10_3mOl/L的荧光素试剂，在温度3.5°C下避光保存。2)取步骤1)中配置好的荧光素试剂，将荧光素试剂分别与西凤酒和景芝白干按1100体积比配置2种待测溶液，摇勻后避光条件下静置60min。3)分别从2种待测溶液中各取3mL待测溶液，分别盛装在石英比色皿内，加盖密封。4)将荧光光谱仪的激发波长设定为495nm，入射和发射狭缝为4.5nm；用荧光光谱仪分别对石英比色皿内的2种待测溶液进行扫描，扫描速度为lOOOnm/min，并记录200SOOnm波长范围内的荧光发射光谱。图2为西凤酒和景芝白干酒2种白酒的荧光发射光谱图，图中6代表西凤酒，7代表景芝白干酒。在酒精度接近的情况下，荧光光谱法可以准确区分此两种白酒。西凤酒在λ2=513.5nm处，发射峰的荧光强度为386.00，景芝白干酒在λem2=515.Onm处，发射峰的荧光强度为60.50。与西凤酒相比，景芝白干酒中糠醛含量相对较高，导致荧光强度减弱。实施例3以董酒和四特老窖酒2种白酒为待测对象。1)用无水乙醇配置浓度为3.5X10_3mol/L的荧光素试剂，在温度4°C下避光保存。2)取步骤1)中配置好的荧光素试剂，将荧光素试剂分别与董酒和四特酒按1120体积比配置2种待测溶液，摇勻后避光条件下静置80min。3)分别从2种待测溶液中各取3.5mL待测溶液，分别盛装在石英比色皿内，加盖密封。4)将荧光光谱仪的激发波长设定为500nm，入射和发射狭缝为IOnm；用荧光光谱仪分别对石英比色皿内的2种待测溶液进行扫描，扫描速度为1200nm/min，并记录200SOOnm波长范围内的荧光发射光谱。图3为董酒和四特老窖酒2种白酒的荧光发射光谱图，图中8代表董酒，9代表四特老窖酒。相比于四特老窖酒，董酒入_=34211111，发射峰的荧光强度为29.08，在测定的9种酒样中相对荧光强度最大。在最大发射峰处，二者的荧光峰几乎重合，此两种白酒在300380nm之间荧光强度差异可作为判断其香型的主要依据。SPSS软件模式识别SPSS软件为现有软件，其包含分层聚类分析(HCA)和主成分分析(PCA)两大分析功會巨。在〈〈Classificationofbrandiesandwinedistillatesusingfrontfacefluorescencespectroscopy))FoodChemistry117(2009)491-498JanaSadecka,JmaT0th0V(5，PavelMajek(《使用正面荧光光谱鉴别白兰地和葡萄蒸馏酒》食品化学117期2009年491-498页，作者JanaSadeckaiJanaTothovaiPavelMajek)一文中研究人员对荧光光谱进行了HCA和PCA分析。《基于三维荧光光谱特性的白酒聚类分析研究》(光电子·激光第20卷第4期2009年4月，495-498页，作者杨建磊，朱拓，武浩)一文中研究人员使用SPSS软件对荧光光谱进行了HCA分析。从实施例1、实施例2和实施例3的九种香型白酒的荧光发射光谱图中波长为300380nm及505530nm范围内选取数个对应的荧光峰强度值。从酒样1对应的荧光发射光谱图中选取波长为310370nm和515530nm的两段荧光峰，并在两段荧光峰中选取152个荧光强度值输入SPSS软件进行模式识别分析。其中310nm处的荧光强度值为6.10，370nm处的荧光强度值为6.42，在这个波段中333.5nm处的荧光强度值最大为16.30；515nm处的荧光强度值为142.00，530nm处的荧光强度值为110.00，在这个波段中515nm处的荧光强度值为最大荧光强度。从酒样2对应的荧光发射光谱图中选取波长为320380nm和504519nm的两段荧光峰，并在两段荧光峰中选取152个荧光强度值输入SPSS软件进行模式识别分析。其中320nm处的荧光强度值为0.79，380nm对应的荧光强度值为0.52，在这个波段中335.5nm处的荧光强度值最大为1.12；504nm处的荧光强度值为106.50，519nm处的荧光强度值为124.50，在这个波段中515.5nm处的荧光强度值最大为130.00。从酒样3对应的荧光发射光谱图中选取波长为320380nm和504519nm的两段荧光峰，并在两段荧光峰中选取152个荧光强度值输入SPSS软件进行模式识别分析。其中320nm处的荧光强度值为2.49，380nm处的荧光强度值为2.71，在这个波段中350处的荧光强度值最大为3.15；504nm处的荧光强度值为93.30，519nm处的荧光强度值为108.50，在这个波段中514.5nm处的荧光强度值最大为111.50。从酒样4对应的荧光发射光谱图中选取波长为320380nm和504519nm的两段荧光峰，并在两段荧光峰中选取152个荧光强度值输入SPSS软件进行模式识别分析。其中320nm处的荧光强度值为0.65，380nm处的荧光强度值为0.90，在这个波段中359处的荧光强度值最大为1.35；504nm处的荧光强度值为84.50，519nm处的荧光强度值为98.30，在这个波段中515.Onm处的荧光强度值最大为102.50。从酒样5对应的荧光发射光谱图中选取波长为310370nm和515530nm的两段荧光峰，并在两段荧光峰中选取152个荧光强度值输入SPSS软件进行模式识别分析。其中310nm处的荧光强度值为0.05，370nm处的荧光强度值为0.15，在这个波段中351.5nm处的荧光强度值最大为0.20；515nm处的荧光强度值为54.50，530nm处的荧光强度值为41.50，在这个波段中，515nm处的荧光强度值为最大荧光强度。从酒样6对应的荧光发射光谱图中选取波长为320380nm和504519nm的两段荧光峰，并在两段荧光峰中选取152个荧光强度值输入SPSS软件进行模式识别分析。其中320nm处的荧光强度值为7.13，380nm处的荧光强度值为6.40，在这个波段中352匪处的荧光强度值最大为7.60；504nm处的荧光强度值为320.50，519nm处的荧光强度值为372.50，在这个波段中514.5nm处的荧光强度值最大为386.00。从酒样7对应的荧光发射光谱图中选取波长为300360nm和515530nm的两段荧光峰，并在两段荧光峰中选取152个荧光强度值输入SPSS软件进行模式识别分析。其中300nm处的荧光强度值为3.25，360nm处的荧光强度值为3.27，在这个波段中319.5nm处的荧光强度值最大为5.36；515nm处的荧光强度值为60.50，519nm处的荧光强度值为45.50，在这个波段中，515nm处的荧光强度值为最大荧光强度。从酒样8对应的荧光发射光谱图中选取波长为310370nm和515530nm的两段荧光峰，并在两段荧光峰中选取152个荧光强度值输入SPSS软件进行模式识别分析。其中310nm处的荧光强度值为6.50，370nm处的荧光强度值为17.70，在这个波段中342.5nm处的荧光强度值最大为28.80；515nm处的荧光强度值为70.50，530nm处的荧光强度值为41.50，在这个波段中，515nm处的荧光强度值为最大荧光强度。从酒样9对应的荧光发射光谱图中选取波长为310370nm和515530nm的两段荧光峰，并在两段荧光峰中选取152个荧光强度值输入SPSS软件进行模式识别分析。其中310nm处的荧光强度值为5.45，370nm处的荧光强度值为5.80，在这个波段中323.Onm处的荧光强度值最大为10.50；515nm处的荧光强度值为73.50，530nm处的荧光强度值为54.00，在这个波段中，515nm处的荧光强度值为最大荧光强度。通过SPSS软件中的分层聚类分析(HCA)、主成分分析(PCA)生成图4和图5。在分层聚类法中，采用欧氏距离法对9种白酒荧光光谱的特征荧光强度值进行聚类分析，如图4所示。总体上，9种白酒被分为两大类。其中西凤酒单独为一类，其他8种白酒归为一类。第一类中四特老窖酒、董酒、桂林三花酒、泸州老窖特曲酒可以各自区分。而郎酒和景芝白干酒样聚在一起，汾酒和湘泉酒样聚在一起，所以分层聚类方法对郎酒、景芝白干、汾酒和湘泉酒这4种白酒区分效果不佳。鉴于分层聚类法对部分酒样区分的局限性，本发明对选取的光谱特征荧光强度值进行PCA分析，主成分1和主成分2之和占全部信息量的98.07%，能有效代表原荧光光谱中所包含的信息，达到将不同香型白酒区分开的目的。从图5可见，以不同香型白酒的特征指标进行PCA分析后得到的二维散点图可以将不同香型进行划分。本发明通过荧光光谱法与模式识别相结合的方法建立不同香型白酒的光谱数据库及区分不同香型白酒标准，为生产工艺过程质量控制，未知香型白酒的区分及市售白酒品质监控提供理论依据。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。权利要求一种通过荧光素区分不同香型白酒的方法，其特征在于，该方法的主要步骤包括1)用无水乙醇制备浓度为2.5×10-3～3.5×10-3mol/L的荧光素试剂，在3～4℃下避光保存；2)取步骤1)中配置好的荧光素试剂，将荧光素试剂分别与酒精度相同或接近的不同待测白酒按1∶80～1∶120体积比配置待测溶液，摇匀后避光条件下静置一段时间T，T＞30min；3)从不同的待测溶液中取2.5～3.5mL，分别盛装在石英比色皿内，加盖密封；4)将荧光光谱仪的激发波长设定为490～500nm，入射和发射狭缝为2.5～10.0nm；采用荧光光谱仪对各个石英比色皿内的待测溶液进行扫描，扫描速度为800～1200nm/min，并记录200～800nm波长范围内的荧光发射光谱；5)从荧光发射光谱中波长为300～380nm及505～530nm范围内选取数个对应的荧光峰强度值，输入SPSS软件，通过SPSS软件进行模式识别分析，显示出不同香型白酒对应的树状图和二维散点图，通过树状图和二维散点图将不同香型白酒区分开。2.根据权利要求1所述的一种通过荧光素区分不同香型白酒的方法，其特征在于所述步骤4)中，荧光光谱仪的激发波长设定为495nm。全文摘要本发明提供一种通过荧光素区分不同香型白酒的方法，包括荧光素试剂及待测溶液的制备，光谱参数的设定、光谱数据的采集及对提取的光谱特征强度值的模式识别。本发明先用无水乙醇配置浓度为3.00×10-3mol/L的荧光素试剂，在4℃下避光保存，取配置好的荧光素试剂，将荧光素试剂与待测白酒按1∶100体积比配置待测溶液，静置一段时间后用荧光光谱仪采集待测溶液的发射光谱，取光谱特征强度值，输入SPSS软件进行分层聚类分析及主成分分析，通过验证荧光光谱将不同香型白酒区分开。本发明的方法快速高效，只需几分钟便可完成，且样品不需前处理；该方法能低成本，高准确性将不同香型白酒区分开；可应用到连续生产中，适用性强。文档编号G01N21/64GK101825572SQ20101019774公开日2010年9月8日申请日期2010年6月11日优先权日2010年6月11日发明者侯长军,尹猛猛,张苗苗,秦辉,霍丹群申请人:重庆大学