CN102879445A

CN102879445A - 一种基于多电极传感技术的黄酒酒龄鉴别方法

Info

Publication number: CN102879445A
Application number: CN2012103634601A
Authority: CN
Inventors: 陈全胜; 欧阳琴; 赵杰文
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2032-09-26
Also published as: CN102879445B

Abstract

本发明公开了一种基于多电极传感技术的黄酒酒龄鉴别方法，步骤如下：（1）以银/氯化银为参比电极，铂丝为对电极，玻碳、金或铂电极为工作电极，构成一个多电极传感阵列系统，各电极和电化学恒电位仪相连。（2）取黄酒样品于电化学检测池中，将电极阵列插入样品中，进行电化学循环伏安扫描。扫描的范围为-0.5V~1.6V，起始电位和末电位均为-0.5V，扫描速率为0.05V/s~0.2V/s。（3）分别提取玻碳、金和铂电极测试黄酒样品所得循环伏安曲线的特征值。（4）对所提取的特征值进行标准化预处理，结合化学计量学方法对黄酒的特征属性进行判别分析。本发明简化了实验步骤，并在灵敏度、可靠性和重复性方面有了很大提高。

Description

一种基于多电极传感技术的黄酒酒龄鉴别方法

技术领域

本发明涉及一种多电极传感技术用于黄酒品质的检测方法，尤其是多电极传感技术用于黄酒酒龄鉴别的方法。

背景技术

黄酒是我国历史上最古老的酒种，是世界三大酿造酒（黄酒、葡萄酒和啤酒）之一。在黄酒酿造过程中，由于原料品种、糖化发酵剂种类、酿造方法、酿造季节、地域（环境）条件等诸多因素的影响，使黄酒种类繁多，其风味物质和香味特征不尽相同。为了评定出黄酒的质量等级和优劣状况，以推向社会，供消费者选择，需要对黄酒品质实行科学的检测和评价。

黄酒的品质评定的内容主要是理化指标检测和人工感观品评。理化指标的检测一般都采用化学方法，虽然化学方法客观可信，但具有步骤繁琐、检测时间长、检测费用高等缺点，不能对黄酒的品质指标进行实时、在线检测。感官品评容易受到专家的经验、性别、年龄、精神状态、身体状况甚至地域环境等因素的影响，从而影响感官品评结果的准确性和稳定性。

电子舌技术作为一种快速、客观的检测方法，近年来逐步应用于黄酒品质的评判。申请号为200510050865.X，“一种用于黄酒分类的电化学及信号分析处理方法”，该专利需配置黄酒和氢氧化钠的混合溶液，步骤繁琐。此外，黄酒和氢氧化钠会发生反应，会影响电极获取黄酒样品本身的信号，削弱样本之间的差异，从而影响检测效果。黄酒的成分组成信息复杂，该专利使用单个电极获取的黄酒样品信息不够充分。申请号为201110203695.X，“一种黄酒酒龄的检测方法”，该专利使用了六个工作电极，并且需要结合黄酒的pH、电导率和总糖对黄酒的酒龄进行定性分析，提取的特征值较多，步骤较为繁琐。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种基于多电极传感技术的黄酒品质检测方法，特指用于黄酒酒龄的评判分析，与以上两个专利在传感器信号响应机理或特征信息提取方面有着本质不同。该方法不需要对黄酒的化学组分进行分析，简化了实验步骤。本发明分别提取不同工作电极测试黄酒的循环伏安曲线特征值，并结合化学计量学评判黄酒的酒龄。

本发明是基于多电极传感技术的黄酒酒龄鉴别方法，具体实施步骤如下：

（1）以银/氯化银为参比电极，铂丝为对电极，玻碳、金和铂电极为工作电极，构成一个多电极传感阵列系统，各电极和电化学恒电位仪相连。

（2）取一定量的黄酒样品于电化学检测池中，将多电极传感阵列插入黄酒样品中，进行电化学循环伏安扫描，得到各电极检测黄酒的循环伏安曲线。循环伏安扫描的范围为-0.5V~1.6V，起始电位和末电位均为-0.5V ，先从负电位扫描到正电位，再从正电位扫描到负电位，扫描速率为0.05V/s~0.2V/s。

（3）分别提取玻碳、金和铂电极检测黄酒的循环伏安曲线特征值，包括整个循环伏安曲线的面积S，从负电位扫描到正电位时曲线的电流的平均值M1和标准偏差D1，以及从正电位扫描到负电位时曲线的电流的平均值M2和标准偏差D2。每个电极得到5个特征值，玻碳、金和铂三个工作电极共得到15个特征值，即每个黄酒样品的电极传感信号特征值有15个。

（4）对所提取的特征值进行标准化预处理，应用特征值与黄酒酒龄相关联，通过化学计量学方法，如判别函数分析评判黄酒的酒龄。

本发明的优点是多电极传感技术可以快速、方便、准确的评判黄酒的酒龄，样品无需预处理，该方法可以克服传统理化分析及人工感官品评的局限性，以及克服传统单电极检测的不全面性。为黄酒的质量评判提供了有效、简便的新方法，检测灵敏度和准确性得到较大提高。

附图说明

图1 本发明方法的装置原理图；其中1－玻碳电极，2－金电极，3－铂电极，4－对电极，5－参比电极，6－黄酒样品。

图2 玻碳电极测试黄酒样品的循环伏安曲线。

图3 金电极测试黄酒样品的循环伏安曲线。

图4 铂电极测试黄酒样品的循环伏安曲线。

图5 判别函数分析（DFA）区分4种不同酒龄黄酒的前两个判别函数得分图。

具体实施方式

实例：

（1）如图1，本发明以银/氯化银为参比电极5，铂丝为对电极4，玻碳电极1、金电极2和铂电极3为工作电极，构成一个多电极传感阵列系统；各电极和电化学恒电位仪相连；通过计算机，经A/D转换将模拟信号转换为数字信号，得到各工作电极扫描黄酒的曲线；对曲线进行特征提取后，再进行数据分析。

（2）所测试的黄酒为“旦阳”牌的4个不同年份的黄酒，分别为3年、5年、8年和10年陈黄酒。每种黄酒为30个样本，共120个样本。

（3）取10mL的黄酒样品6于电化学检测池中，将多电极传感阵列插入黄酒样品中，进行电化学循环伏安扫描，得到各电极检测黄酒的循环伏安曲线。循环伏安扫描的范围为-0.5V~1.6V，起始电位和末电位均为-0.5V ，先从负电位扫描到正电位，再从正电位扫描到负电位，扫描速率为0.1V/s。玻碳、金和铂电极测试黄酒的循环伏安曲线分别如图2、图3和图4所示，从图中可以看出，黄酒样品与各工作电极之间均存在氧化还原反应，在1.1V处出现了明显的氧化峰。黄酒中一些具有氧化还原特性的物质，如碳水化合物、氨基酸、酚类物质会与电极表面发生反应；不同黄酒中的氨基酸、碳水化合物等活性成分的具体浓度和成分不一样。因此，电极测试不同黄酒样品时产生的峰电流也会不同。

（4）分别提取玻碳、金和铂等三个工作电极测试黄酒的循环伏安曲线特征值，包括整个循环伏安曲线的面积S，从负电位扫描到正电位时曲线的电流的平均值M1和标准偏差D1，以及从正电位扫描到负电位时曲线的电流的平均值M2和标准偏差D2。每个电极得到5个特征值，玻碳、金和铂三个工作电极共得到15个特征值，即每个黄酒样品的电极传感信号特征值有15个。

（5）对所提取的特征值进行标准化预处理，通过判别函数分析（DFA）处理4个年份黄酒样品的传感器特征值。图5显示了第一、第二判别函数的得分图，从图中可以看出，DFA可以区分不同年份的黄酒。说明，多电极传感技术结合合适的化学计量学方法可以快速、准确的评判黄酒的酒龄，该方法是可行的。

Claims

1.一种基于多电极传感技术的黄酒酒龄鉴别方法，其特征如下：

（1）以银/氯化银为参比电极，铂丝为对电极，玻碳、金或铂电极为工作电极，构成一个多电极传感阵列系统，各电极和电化学恒电位仪相连；

（2）取黄酒样品于电化学检测池中，将多电极传感阵列插入黄酒样品中，进行电化学循环伏安扫描，得到各电极检测黄酒的循环伏安曲线；

（3）提取玻碳、金和铂电极循环伏安曲线的特征值，对所提取的特征值进行标准化预处理，应用特征值与黄酒的酒龄相关联，通过化学计量学方法对黄酒的酒龄进行判别分析。

2.根据权利要求书1所述的一种基于多电极传感技术的黄酒酒龄鉴别方法，其特征在于：步骤（2）中循环伏安扫描的范围为-0.5V~1.6V，起始电位和末电位均为-0.5V ，先从负电位扫描到正电位，再从正电位扫描到负电位，扫描速率为0.05V/s~0.2V/s。

3.根据权利要求书1所述的一种基于多电极传感技术的黄酒酒龄鉴别方法，其特征在于：步骤（3）中提取各工作电极循环伏安曲线的特征值包括整个循环伏安曲线的面积S，从负电位扫描到正电位时曲线的电流的平均值M1和标准偏差D1，以及从正电位扫描到负电位时曲线的电流的平均值M2和标准偏差D2；每个电极得到5个特征值，玻碳、金和铂三个电极共得到15个特征值，即每个黄酒样品的电极传感信号特征值有15个。

4.根据权利要求书1所述的一种基于多电极传感技术的黄酒酒龄鉴别方法，其特征在于：步骤（3）中，化学计量学方法是判别函数分析。