CN104034820A

CN104034820A - 一种快速鉴别樱桃酒品牌的方法

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Publication number: CN104034820A
Application number: CN201410288719.XA
Authority: CN
Inventors: 牛云蔚; 肖作兵; 于单; 马宁; 朱建才; 朱广用
Original assignee: Shanghai Institute of Technology
Current assignee: Shanghai Institute of Technology
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2014-09-10

Abstract

本发明属于食品检测鉴定领域，涉及一种快速鉴别樱桃酒品牌的方法，包括一个提取樱桃酒芳香性成分的步骤；一个对芳香性成分的检测分析及芳香物质定性定量的步骤，使用顶空固相微萃取气相色谱质谱技术分析不同品牌的樱桃酒酒样，建立每个酒样的香气指纹图；一个利用多元统计分析、建立快速区分不同品牌樱桃酒的步骤。本发明利用芳香性成分在不同品牌樱桃酒中的差异，通过HS-SPME-GC-MS结合PCA能快速准确的区分不同品牌的樱桃酒。本发明建立了一种全新的樱桃酒质量控制及品牌保护方法，操作简单快速，结果直观可靠，保障广大消费者利益安全的心方法。

Description

一种快速鉴别樱桃酒品牌的方法

技术领域

本发明属于食品检测鉴定领域，尤其涉及一种酒的检测鉴定，具体来说是一种快速鉴别樱桃酒品牌的方法。

背景技术

樱桃果实色泽艳丽，味道鲜美，具有较高的蛋白质、游离氨基酸以及糖分、磷、铁、胡萝卜素、抗坏血酸及其它多种维生素。但樱桃鲜果的收获期短，一般为10-15d，因其皮薄汁多，不易保存和加工，极易造成大量鲜果积压与腐烂，因此急需开发樱桃的深加工产品。樱桃果酒的研究可以帮助解决这一难题。酿制的樱桃果酒既有发酵陈酿的香味，又保留水果原有的芳香。将樱桃转化为高附加值的产品，符合国家所提倡的绿色经济和循环农业，有助于樱桃加工产业的可持续发展。

樱桃果酒的香气成分与其他果酒一样是构成樱桃酒品质优良的重要因素，决定樱桃酒的风味和典型性。国内外研究者采用现代先进的风味分析技术和手段，已经鉴定出许多种决定成品樱桃酒风味的物质。研究樱桃酒中的风味物质，不仅对于了解樱桃酒的化学组成有着重要的理论意义，而且对模拟樱桃酒的风味也有很大的实践指导意义。

目前国内外对樱桃酒的研究仍处于起步阶段，主要集中在樱桃酒发酵工艺的开发樱桃酒中香气成分的研究等方面。本发明所用气相色谱质谱联用技术可以再短时间内了解并掌握樱桃酒香气物质的化学组成，快速对樱桃酒中挥发性成分进行定性定量。同时借助于主成分分析方法构建不同品牌酒样与香气物质之间的识别模型，实现快速区分。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种快速鉴别樱桃酒品牌的方法，所述的这种方法要解决现有技术中的方法鉴定时间长，鉴定准确率低的技术问题。

本发明一种快速鉴别樱桃酒品牌的方法，包括以下步骤：一个提取樱桃酒芳香性成分的步骤；一个对芳香性成分的检测分析及芳香物质定性定量的步骤，使用顶空固相微萃取气相色谱质谱技术（HS-SPME-GC-MS）分析不同品牌的樱桃酒酒样，建立每个酒样的香气指纹图（aromagram）；一个利用多元统计分析、建立快速区分不同品牌樱桃酒的步骤。

进一步的，在一个提取樱桃酒芳香性成分的步骤中，包括如下过程；

1）一个准备样品的过程：选取不同品牌的樱桃酒酒样，先用去离子水和乙醇将酒样配制成一个酒精度为12%测试溶液体系，然后按照如下比例称取各物质，8mL测试溶液：2g氯化钠：50μL 2-辛醇，将上述各物质放置在20mL顶空瓶中，用硅胶垫皮密封；具体的，所述的2-辛醇为内标物。

2）一个固相微萃取的步骤：将顶空瓶中的物质采用DVB/CAR/PDMS萃取头于恒温45~52 ℃下萃取35~50min；萃取完成后，萃取头于气相色谱仪进样口中解吸4~10min。

进一步的，一个对芳香性成分的检测分析及芳香物质定性定量的步骤包括如下过程：

1）一个对上述酒样萃取出的香气物质进行气相色谱分析的过程，其气相色谱分析条件为毛细管色谱柱Agilent HP-innowax (60m × 0.25mm, 0.25μm)；手动不分流进样，进样口温度250 ℃；程序升温：初始温度40 ℃，保留2min ，以3℃/min 的速率升至230 ℃，保留5min；检测器温度250 ℃；载气He，流速1mL/min；

2）一个对上述酒样萃取出的香气物质进行质谱分析的过程，其质谱条件为EI 电离源，电子能量70 eV，扫描范围30~450amu，离子源温度230℃；接口温度250 ℃；

3）、一个对上述酒样萃取出的香气物质进行定性定量的过程：

a)香气物质的定性分析：利用全离子扫描(Scan)的质谱谱图，比对NISTO5a.l、WILEY7n.1数据库(Agilent Technologies Inc.)中的标准谱图，并与文献报道的保留指数相比较以确证所检出化合物，保留指数(RI)是根据恒温Kovats法计算得出的，将C6-C24的烷烃标样进入GC/MS分离分析，利用得到的正构烷烃的保留时间计算出检测出物质的保留指数，其计算公式：

（1）

其中t_Ri为待测组分i的保留时间，t_Rz和t_R(z+1)为紧邻香气成分i前后的两个正构烷烃的保留时间，z为正构烷烃的碳原子数；

b)香气物质的定量分析：内标法定量，

计算公式：

（2）

其中w_i为待测组分i的量，w_s为加入内标s的量，A_i和A_s分别为待测组分i和内标s的峰面积，f_i为待测组分i对内标s的相对质量校正因子，获得酒样中香气物质中的具体成分的相对浓度，然后对上述步骤检测出的各酒样中的香气物质成分做香气物质图，对比不同的图谱得出每个酒样的特征成分。

进一步的，在一个利用多元统计分析、建立快速区分不同品牌樱桃酒的步骤中，建立不同品牌樱桃酒的香气指纹图谱，对比不同的图谱得出每个酒样的特征成分；通过XLSTAT软件对GC-MS分析数据进行主成分分析（PCA），将主成分按方差贡献率的大小，取前N个主成分，显示不同品牌樱桃酒对应的二维散点图以及酒样与物质之间的关系图，通过二维酒样和物质的散点图将不同品牌的酒样区分开，并建立起酒样与物质之间的联系。

进一步的，取前5~10个主成分，显示不同品牌樱桃酒对应的二维散点图以及酒样与物质之间的关系图。

本发明运用顶空固相微萃取气相色谱质谱技术和多元统计方法相结合来鉴别不同品牌白酒的方法，本发明的特别之处在于通过主成分分析（PCA）对GC-MS的数据进行分析，显示不同品牌樱桃酒对应的二维散点图以及酒样与物质之间的关系图，通过二维酒样和物质的散点图将不同品牌的酒样区分开，并建立起酒样与物质之间的联系。

本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明利用芳香性成分在不同品牌樱桃酒中的差异，通过HS-SPME-GC-MS结合PCA能快速准确的区分不同品牌的樱桃酒。本发明建立了一种全新的樱桃酒质量控制及品牌保护方法，操作简单快速，结果直观可靠，保障广大消费者利益安全的心方法。

附图说明

图1 为洛奇牌樱桃利口酒（注：W1）的香气物质图，注：*香气物质*表示该香气物质被10或100整除。

图2 为百人城野樱桃酒（注：W2）的香气物质图，注：*香气物质*表示该香气物质被10或100整除。

图3 为红香溢东磊朱樱（注：W3）的香气物质图，注：*香气物质*表示该香气物质被10或100整除。

图4 为韦内特樱桃酒（注：W4）的香气物质图，注：*香气物质*表示该香气物质被10或100整除。

图5 为红香溢原汁樱桃酒（注：W5）的香气物质图，注：*香气物质*表示该香气物质被10或100整除。

图6 为不同品牌樱桃酒酒样的主成分分析结果图。

图7 为樱桃酒酒样与香气物质之间的主成分分析结果图。

具体实施方式

为进一步阐释采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术快速检测并区分不同品牌樱桃酒的方法，下面结合实例作更详尽的说明。

本方法主要采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术与PCA分析相结合对不同品牌樱桃酒进行快速鉴定及区分，具体步骤如下：

A. 樱桃酒中芳香性成分的提取：

a、样品准备：樱桃酒样品为不同品牌的樱桃酒，计5个样品：洛奇牌樱桃利口酒（W1，酒精度为 20%，德国）、百人城野樱桃酒（W2，酒精度为16%，德国）、红香溢东磊朱樱（W3，酒精度为8%，中国）、韦内特樱桃酒（W4，酒精度为9.5%，德国）、红香溢原汁樱桃酒（W5，酒精度为9%，中国）。先用去离子水和乙醇将酒样配制成酒精度为12%的测试溶液体系，然后取8mL该测试溶液，添加2g氯化钠，50μL2-辛醇（内标物）置于20mL顶空瓶中顶空瓶用硅胶垫皮密封。

b、SPME条件：采用DVB/CAR/PDMS萃取头于恒温50 ℃下萃取45min；萃取完成后，萃取头于气相色谱仪进样口中解吸5min；

B. 芳香性成分的气相色谱质谱GC-MS分析及芳香物质的定性定量：

a、气相色谱分析条件：毛细管色谱柱Agilent HP-innowax (60m × 0.25mm, 0.25μm)；手动不分流进样，进样口温度250 ℃；程序升温：初始温度40 ℃，保留2min ，以3℃/min 的速率升至230 ℃，保留5min；检测器温度250 ℃；载气He，流速1mL/min。

b、质谱条件：EI 电离源，电子能量70 eV，扫描范围30~450amu，离子源温度230 ℃；接口温度250 ℃。

c、香气物质的定性与定量：

1)对上述酒样检测出的香气物质进行定性分析：利用全离子扫描(Scan)的质谱谱图，比对NISTO5a.l、WILEY7n.1数据库(Agilent Technologies Inc.)中的标准谱图，并与文献报道的保留指数相比较以确证所检出化合物。保留指数(RI)是根据恒温Kovats法计算得出的，将C6-C24的烷烃标样进入GC/MS分离分析，利用得到的正构烷烃的保留时间计算出检测出物质的保留指数。其计算公式：

（1）

其中t_Ri为待测组分i的保留时间，t_Rz和t_R(z+1)为紧邻香气成分i前后的两个正构烷烃的保留时间，z为正构烷烃的碳原子数。

2) 对上述酒样检测出的香气物质进行定量分析：内标法定量。

计算公式：

（2）

其中w_i为待测组分i的量，w_s为加入内标s的量，A_i和A_s分别为待测组分i和内标s的峰面积，f_i为待测组分i对内标s的相对质量校正因子，本实验中假定各待测组分i的相对校正因子均为1。

对上述步骤检测出的各酒样中的香气物质成分做香气物质图（Aromagrams），对比不同的图谱得出每个酒样的特征成分，分别见图1、图2、图3、图4和图5。

从图1可以看出，洛奇牌樱桃利口酒中主要特征香气成分有苯甲醛、乙酸乙酯、苯甲醇、乙酸、3-甲基-1-丁醇、乳酸乙酯、正丙醇、苯乙醇、苯乙酸乙酯和3-甲基-1-丙醇。从图2可以看出，百人城野樱桃酒中的主要特征香气成分有苯甲醛、乙酸乙酯、乙酸、3-甲基-1-丁醇、糠醇和苯甲醇。从图3可以看出，红香溢东磊朱樱中的主要特征香气成分有苯甲醛、乙酸乙酯、乙酸、3-甲基-1-丁醇、苯甲醇、乳酸乙酯、正丙醇、苯乙醇和苯乙酸乙酯。从图4可以看出，韦内特樱桃酒中的主要特征香气成分有3-甲基-1-丁醇、乙酸、苯乙醇、苯甲醛、己酸、3-甲基-1-丙醇、正丙醇、苯甲醇和丁酸。从图5可以看出，红香溢原汁樱桃酒中的主要特征香气成分有苯甲醛、乙酸乙酯、苯甲醇、乙酸、3-甲基-1-丁醇、乳酸乙酯、正丙醇、苯乙醇、苯乙酸乙酯和3-甲基-1-丙醇。

综上所述，樱桃酒中主要特征香气成分为苯甲醛、乙酸乙酯、苯甲醇、乙酸、3-甲基-1-丁醇。

C. 利用多元统计分析，建立快速区分不同品牌樱桃酒方法：

将步骤B中所得到的GC-MS定性定量结果数据导入化学计量学软件（XLSTAT），进行主成分分析。将主成分按方差贡献率的大小，取前N个主成分，显示不同品牌樱桃酒对应的二维散点图以及酒样与物质之间的关系图，如图6和图7，通过二维酒样和物质的散点图将不同品牌的酒样区分开，并建立起酒样与物质之间的联系。

从图6和图7可以看出主成分1（PC1）和主成分2（PC2）的累计贡献率为78.92%，其中主成分为43.19%，主成分2为35.73%，基本上代表了樱桃酒中芳香性成分的绝大部分样品信息。如图6，在PC1方向上，能看到五种樱桃酒被明显分成两组：组1：W1、W2、W4和组2：W3、W5。能看到W3和W5在PC1轴的最右端，W1、W2和W4在PC1轴的最左端，两者离散程度较大，能非常清晰的分辨出来。说明W1、W2、W4和W3、W5之间的区别比较大。另一方面来讲，W1、W2、W4为德国樱桃酒品牌，W3、W5为中国同一品牌的不同类别，说明该模型能很好讲不同产地来源的樱桃酒品牌区分开来。在PC2方向上，又可以将W1、W2、W4分成两组：组1：W1、W2和组2：W4。可以看出组1和组2在PC2轴上离散程度大，W1和W2在PC2轴的负方向上，W4在PC2轴的正方向上。说明该模型能很好的将同一产地不同品牌的樱桃酒区分开来。

图7是与图6对应的酒样与物质的载荷图，从图7可以明显看出酒样与香气物质之间的联系。

Claims

1.一种快速鉴别樱桃酒品牌的方法，其特征在于包括以下步骤：一个提取樱桃酒芳香性成分的步骤；一个对芳香性成分的检测分析及芳香物质定性定量的步骤，使用顶空固相微萃取气相色谱质谱技术分析不同品牌的樱桃酒酒样，建立每个酒样的香气指纹图；一个利用多元统计分析、建立快速区分不同品牌樱桃酒的步骤。

2.如权利要求1所述的一种快速鉴别樱桃酒品牌的方法，其特征在于：在一个提取樱桃酒芳香性成分的步骤中，包括如下过程；

1）一个准备样品的过程：选取不同品牌的樱桃酒酒样，先用去离子水和乙醇将酒样配制成一个酒精度为12%测试溶液体系，然后按照如下比例称取各物质，8mL测试溶液：2g氯化钠：50μL 2-辛醇，将上述各物质放置在20mL顶空瓶中，用硅胶垫皮密封；

2）一个固相微萃取的步骤：将顶空瓶中的物质采用萃取头于恒温45~52 ℃下萃取35~50min；萃取完成后，萃取头于气相色谱仪进样口中解吸4~10min，得到酒样中的香气物质。

3.如权利要求1所述的一种快速鉴别樱桃酒品牌的方法，其特征在于：一个对芳香性成分的检测分析及芳香物质定性定量的步骤包括如下过程：

1）一个对上述酒样萃取出的香气物质进行气相色谱分析的过程，其气相色谱分析条件为毛细管色谱柱60m × 0.25mm, 0.25μm，手动不分流进样，进样口温度250 ℃；程序升温：初始温度40 ℃，保留2min ，以3℃/min 的速率升至230 ℃，保留5min；检测器温度250 ℃；载气He，流速1mL/min；

a)香气物质的定性分析：利用全离子扫描的质谱谱图，比对NISTO5a.l、WILEY7n.1数据库中的标准谱图，并与文献报道的保留指数相比较以确证所检出化合物，保留指数是根据恒温Kovats法计算得出的，将C6-C24的烷烃标样进入GC/MS分离分析，利用得到的正构烷烃的保留时间计算出检测出物质的保留指数，其计算公式：

（1）

b)香气物质的定量分析：内标法定量，

计算公式：

（2）

4.如权利要求1所述的一种快速鉴别樱桃酒品牌的方法，其特征在于：在一个利用多元统计分析、建立快速区分不同品牌樱桃酒的步骤中，建立不同品牌樱桃酒的香气指纹图谱，对比不同的图谱得出每个酒样的特征成分；通过XLSTAT软件对GC-MS分析数据进行主成分分析，将主成分按方差贡献率的大小，取前N个主成分，显示不同品牌樱桃酒对应的二维散点图以及酒样与物质之间的关系图，通过二维酒样和物质的散点图将不同品牌的酒样区分开，并建立起酒样与物质之间的联系。

5.如权利要求1所述的一种快速鉴别樱桃酒品牌的方法，其特征在于：取前5~10个主成分，显示不同品牌樱桃酒对应的二维散点图以及酒样与物质之间的关系图。