CN104267164B - 一种简便快速测定黄酒酒精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种简便快速测定黄酒酒精度的方法。当前黄酒酒精度检测普遍采用的酒精度计法需要进行蒸馏、耗时长且操作繁琐、抗干扰性差的缺点。本发明从黄酒中乙醇水体系和固形物体系的物化性质出发，提供了一种简便快速测定黄酒酒精度的方法：在待测的黄酒酒样中加入甲醇，测出甲醇的加入引起酒样体积的变化量，然后将其代入酒精度标准测定曲线（y=-0.017k+1.308）中计算出酒样的酒精度；平行测定两次，取两次测量值的算术平均值加减标准差作为最终的酒精度测定结果；其中两次测量值的绝对差值不得超过算术平均值的5%。本发明的测定方法简便快速、抗干扰能力强、成本较低，精确度达到国标要求，适用于当前黄酒厂生产过程中对产品的酒精度进行实时快速测定。

Description

一种简便快速测定黄酒酒精度的方法

技术领域

本发明具体涉及一种简便快速测定黄酒酒精度的方法。

背景技术

黄酒是世界三大古酒之一，是我国的民族特产。它以谷物为原料，用曲酿造而成。由于它营养丰富、酒精度低且具有独特的风味口感和功效而深受广大人民群众的喜爱。研究表明黄酒中含有丰富的活性组分，具有抗氧化、抗衰老、降血压、降胆固醇、参与机体代谢和免疫调节等生理功效。随着人们健康意识的不断增强，具有营养、健康和保健特质的黄酒已经受到越来越多消费者的喜爱，这就为黄酒的发展提供了良好的契机。

黄酒的发展离不开其独有的品质，长期以来黄酒的工业生产主要是基于传统的方式进行，所以需要对酒样进行严格的检测以保证产品品质的稳定性。黄酒的特质是由其含有的各种组分共同决定的，而对于其主要组分国家和行业都有明确规定和检测方法。根据新版黄酒国家标准GB/T13662-2008，控制黄酒产品的常规指标主要有：（1）感官指标：包括外观、香气、口味、风格，判定的标准主要是采用感官评定的方法，评酒者通过眼、鼻、口等感官，对酒样的色泽、香气、口味及风格特征进行分析评定；（2）理化指标：主要包括黄酒中总糖、非糖固形物、酒精度、pH、总酸、氨基酸态氮、氧化钙等物质的含量，测定的方法基本为常规的分析化学方法。

乙醇是黄酒的主要成分，它主要是由酿造过程中的酵母菌群经无氧发酵产生的。乙醇含量是黄酒的重要品质指标，国标中称之为酒精度，它是指在20℃下，每100mL酒液中含有的乙醇毫升数。酒精度是酒类产品的必测指标，目前测定酒中乙醇含量有很多方法，表1所示是常用的几种。基于现代分析技术的方法（如气相色谱法和近红外光谱法）具有检测灵敏度高、结果精确、可以高通量测定等优点，但是存在操作复杂、检测成本高、设备昂贵等不足，因此不适合工厂实时检测。

表1常用的乙醇测定方法

对于黄酒酒精度的测定，工厂实践中广泛采用国标推荐的传统测定方法——酒精度计法。这种方法不需要贵重仪器设备、成本低廉；但是由于只适用于乙醇的水溶液，这就必须对酒样进行转换，因此测定过程需要进行蒸馏，耗时长（约需30min）且操作较为繁琐。此外，会有部分乙醇残留在蒸馏装置中，而且蒸馏出的组份还包括少量挥发性物质（如香气成分），因此其抗干扰性差，结果准确度较差。国标对这种方法精密度的要求为在重复条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的5%，可见允许存在较大的误差。

发明内容

本发明的目的在于为了克服酒精度计法耗时长且操作繁琐、抗干扰性差的缺点，提供了一种简便快速测定黄酒酒精度的方法。本发明的测定方法简便快速、抗干扰能力强、成本较低，精确度达到国标要求，适用于当前黄酒厂生产过程中对产品的酒精度进行实时快速测定。

为了实现发明目的，采用如下技术方案：

一种简便快速测定黄酒酒精度的方法：在待测的黄酒酒样中加入甲醇，测得单位质量甲醇的加入引起酒样体积的变化量，然后将其代入酒精度测定标准曲线中计算出酒样的酒精度；平行测定两次，取两次测量值的算术平均值加减标准差作为最终的酒精度测定结果。

所述的酒精度测定标准曲线是乙醇水体系中乙醇体积百分含量y与单位质量甲醇的添加引起体系体积变化量k之间的关系，曲线方程为y=-0.017k+1.308，R²=0.9999；在采用本发明方法测定黄酒酒样酒精度时可以直接使用该关系式而无需重新制作。

基于已有的酒精度测定标准曲线，待测黄酒酒样酒精度的测定步骤如下：

（1）取一个干燥的100mL空容量瓶，测出其真实体积V和质量M；

（2）往该容量瓶中加入待测黄酒酒样，定容到刻度线后称出其质量M₀；

（3）往含有待测酒样的容量瓶中，加入0.5mL-1.0mL甲醇，超声波混匀30秒后静置30秒，此时为外加甲醇的酒样溶液，称出其质量M₁，则甲醇加入量C₁=M₁-M₀；此时由于甲醇的添加导致酒样液面已经超过容量瓶刻度线了，用移液枪移取溶液直至液面位于刻度线处，称出此时含样容量瓶的质量M₁’，再将移液器移出的溶液放回容量瓶中；可知，容量瓶内溶液的密度ρ₁=（M₁’-M）/V，则由于甲醇的加入引起酒样体积的增量ΔV₁=（M₁-M₁’）/ρ₁；

（4）再往（3）中含有甲醇的酒样加入0.5mL-1.0mL甲醇，超声波混匀30秒后静置30秒，称出其质量M₂，则甲醇加入量C₂=M₂-M₀；用移液枪移取溶液直至液面位于刻度线处，称出此时含样容量瓶的质量M₂’，再将移液器移出的溶液放回容量瓶中；可知，容量瓶内溶液的密度ρ₂=（M₂’-M）/V，则由于两次甲醇的加入引起乙醇水体系体积的增量ΔV₂=（M₂-M₂’）/ρ₁；

（5）计算出（C₁，ΔV₁）和（C₂，ΔV₂）所构成直线的斜率k，将k代入酒精度测定标准曲线公式y=-0.017k+1.308计算，可以得到待测酒样的酒精度y；

（6）采用所述方法在重复条件下对同一黄酒酒样独立进行两次酒精度测定，规定测得结果的绝对差值不得超过算术平均值的5%即为有效测量，采用两次酒精度测量值的算术平均值加减标准差表示最终的酒精度测定结果。

其中，步骤（3）和（4）中甲醇量加入量分别由公式C₁=M₁-M₀和C₂=M₂-M₀得到，因此不需要事先固定加入体积，但若加入量太少则引起的体积变化过小、加入量太多则增加测定成本，在0.5mL-1.0mL范围内即可满足测定；

其中，参照新版黄酒国家标准GB/T13662-2008中酒精度测定方法的精密度，规定本发明方法两次独立测量结果的绝对差值不得超过算术平均值的5%即为有效测量；而采用两次酒精度测量值的算术平均值加减标准差表示最终的酒精度测定结果符合实践操作。

本发明测定酒精度的原理在于：

溶质溶解于溶剂构成相应的溶液体系，此时形成的溶液和原始的溶剂在体积上存在着一定差异，这部分体积就是由于溶质的溶解造成溶剂体积的变化。溶质的溶解其实也就是溶质分子分散到溶剂分子当中构成溶液体系，如图1所示，从宏观上来看体系是均匀的；但是从微观上来看则不然，因为除了和溶质分子靠近的溶剂分子外还有一些孤立的溶剂分子，随着溶质的继续加入其分子将分散到这些孤立的溶剂分子当中，而不会影响先前形成的体系。因此对于确定组成的溶剂体系而言，由于某一种溶质的溶解引起体系体积的变化只和溶质的加入量有关，更确切地说单位溶质引起体系体积的变化是一个恒定值，前提是该溶质的溶解还未达到饱和状态。

黄酒是由溶剂体系即乙醇水和溶质体系即固形物构成的，而乙醇水体系是主体部分占到95%（质量分数）以上。如果加入某种物质，则对于固定组成的乙醇水溶液（如黄酒酒样），由上述分析可知该物质引起的体积变化是一个常数，只和乙醇水的比例有关（忽略温度等外界条件引起的细微影响）。因此，只要找到某种合适的物质，绘制其引起系列乙醇水体积的变化量同体系乙醇体积百分比之间关系的曲线，则对某一待测黄酒酒样，只需要测出该物质引起酒样的体积变化量，由酒精度测定标准曲线就可以计算出该黄酒酒样的酒精度。

经过前期对葡萄糖、麦芽糖、氯化钠、氯化铵、乙酸、异丙醇、丙酮和甲醇等物质的相关探究，发现单位质量甲醇引起乙醇水体系体积的变化量最大，可以很好满足酒精度测定的需求，因此选择甲醇作为本发明方法所需的外加物质。经过测定，乙醇水体系中添加甲醇时，体系乙醇体积百分含量y与单位质量甲醇的添加引起体系体积变化量k之间的关系为y=-0.017k+1.308（详见实施例），R²=0.9999，此即本发明方法采用的酒精度测定标准曲线。

本发明的有益效果在于：

本发明从黄酒中乙醇水体系和固形物体系的物化性质出发，创建了一种简便快速、抗干扰能力强、成本较低且达到国标要求精确度的酒精度测定方法，以适用于当前黄酒厂生产过程中对产品酒精度测定的实际。

附图说明

图1是溶液体系内溶质和溶剂分子分布示意图，小圆圈表示溶剂分子，大圆圈表示溶质分子；

图2是本发明方法采用的酒精度测定标准曲线，即乙醇水体系中乙醇的体积百分数和单位质量甲醇引起体系体积变化量的关系。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

酒精度测定标准曲线的制作

本实施例选择甲醇为外加物质，先进行酒精度测定标准曲线的制作，再利用这条酒精度测定标准曲线测定三种市售黄酒的酒精度，并和酒精度计法的测量结果做对比，以此评估本发明方法的准确性。具体如下：

配制五组乙醇水体系，通过探究单位质量甲醇引起乙醇水体系体积的变化同体系中乙醇的体积百分数之间的关系，得出酒精度测定标准曲线；

（1）取一个干燥的100mL空容量瓶，测出其真实体积V和质量M；

（2）往该容量瓶中加入5.0mL无水乙醇，再用蒸馏水定容到100mL，超声波震荡混匀30秒得到5%体积分数的乙醇水溶液体系，称出其质量M₀；

（3）往含有乙醇水体系的容量瓶中，加入0.5mL甲醇，超声波混匀30秒后静置30秒，此时为外加甲醇的乙醇水溶液，称出其质量M₁，则甲醇加入量C₁=M₁-M₀；此时由于甲醇的添加导致溶液液面已经超过容量瓶刻度线了，用移液枪移取溶液直至液面位于刻度线处，称出此时容量瓶的质量M₁’，再将移液器移出的溶液放回容量瓶中；可知，容量瓶内溶液的密度ρ₁=（M₁’-M）/V，则由于甲醇的加入引起乙醇水体系体积的增量ΔV₁=（M₁-M₁’）/ρ₁；

（4）再往（3）中含有甲醇的乙醇水溶液体系加入0.5mL甲醇，超声波混匀30秒后静置30秒，称出其质量M₂，则甲醇加入量C₂=M₂-M₀；用移液枪移取溶液直至液面位于刻度线处，称出此时容量瓶的质量M₂’，再将移液器移出的溶液放回容量瓶中；可知，容量瓶内溶液的密度ρ₂=（M₂’-M）/V，则由于两次甲醇的加入引起乙醇水体系体积的增量ΔV₂=（M₂-M₂’）/ρ₁；

（5）重复步骤(4)三次，则可以获得不同甲醇加入量C₃，C₄，G₅及其对应的ΔV₃，ΔV₄，ΔV₅；

（6）以甲醇加入量c为自变量，以体积增量Δv为因变量，拟合出Δv-c曲线，该曲线是直线，其斜率即为对于5%乙醇含量（体积百分分数%，v/v）的乙醇水体系，单位质量甲醇引起体系体积的变化，假设为k₁；

（7）同理，对于10%、15%、20%和25%体积分数的乙醇水体系，分别测定单位质量甲醇引起体系体积的变化k₂、k₃、k₄和k₅；需要说明的是黄酒是低酒精度饮品，因此选择构建酒精度测定标准曲线的乙醇水体系中的乙醇体积百分含量在5%-25%范围内；

（8）以单位质量甲醇引起体系体积的变化（即k₁、k₂、k₃、k₄和k₅）为自变量，以乙醇水体系中乙醇的体积百分数（即5%、10%、15%、20%和25%）为因变量，拟合出曲线，该曲线即为本发明方法采用的酒精度测定标准曲线。

按照上述方法进行实验，得到不同乙醇体积百分含量下的k值数据如表2所示。

表2不同乙醇体积百分含量下的k值

注：1和2代表两组平行，k_平均为k₁和k₂的算术平均值。

根据表2中的数据，以单位质量甲醇引起乙醇水体系体积变化量k的平均值为自变量、乙醇体积百分数y为因变量，利用电脑自带的Excel拟合出乙醇体积百分数和k的关系曲线，结果如图2所示；该曲线为直线，关系式为y=-0.017k+1.308；R²=0.9999，可见线性非常好，此即酒精度测定标准曲线。

实施例2

三种待测黄酒酒样酒精度的测定

选择闽江老酒、青红闽派黄酒、坊巷青红三种市售黄酒，按照所述方法测定单位质量甲醇引起这三种酒样体积的变化量，代入酒精度测定标准曲线方程计算出酒精度，结果详见表3。三种酒酒精度的两次测量结果偏差都在5%，为有效数据。

表3本发明方法测定的三种市售黄酒的酒精度结果

注：1和2代表两组平行，y_平均为y₁和y₂的算术平均值；偏差是指两组平行测得的酒精度数值的绝对差值占两者算术平均值的百分比。

此外对于这三种黄酒，同时采用国标推荐的酒精度计法进行酒精度测定（每种酒样独立测定两次），本发明方法和酒精度计法测定的结果进行对比，如表4所示：

表4两种方法测定的数据比较

注：酒精度计法测量的结果符合国标规定的精密度，y_平均代表两次测定酒精度的平均值，S代表两次测定酒精度的标准差，偏差是指两组平行测得的酒精度数值的绝对差值占两者算术平均值的百分比。

由表4可以看出，本发明方法和国标推荐的酒精度计法测得的三种黄酒酒样的酒精度均十分接近，最大偏差为青红闽派黄酒的3.39%；然而相比于酒精度计法每次测量需要30min，本发明方法每次测量只需要5min，同时无需蒸馏过程，操作更为简便和快速，而且不存在乙醇残留损失的问题以及其它非乙醇挥发性组份的干扰，因此测定结果将更加准确可靠。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种简便快速测定黄酒酒精度的方法，其特征在于：在待测的黄酒酒样中加入甲醇，测得单位质量甲醇的加入引起酒样体积的变化量，然后将其代入酒精度测定标准曲线中计算出酒样的酒精度；平行测定两次，取两次测量值的算术平均值加减标准差作为最终的酒精度测定结果；具体包括以下步骤：

（1）取一个干燥的100mL空容量瓶，测出其真实体积V和质量M；

（2）往该容量瓶中加入待测黄酒酒样，定容到刻度线后称出其质量M₀；

（3）往含有待测酒样的容量瓶中，加入甲醇，超声波混匀30秒后静置30秒，称出外加甲醇的酒样溶液的质量M₁，则甲醇加入量C₁=M₁-M₀；用移液枪移取溶液直至液面位于刻度线处，称出含样容量瓶的质量M₁’，再将移液器移出的溶液放回容量瓶中；可知，容量瓶内溶液的密度ρ₁=（M₁’-M）/V，则由于甲醇的加入引起酒样体积的增量ΔV₁=（M₁-M₁’）/ρ₁；

（4）再往（3）中含有甲醇的酒样加入甲醇，超声波混匀30秒后静置30秒，称出其质量M₂，则甲醇加入量C₂=M₂-M₀；用移液枪移取溶液直至液面位于刻度线处，称出此时含样容量瓶的质量M₂’，再将移液器移出的溶液放回容量瓶中；可知，容量瓶内溶液的密度ρ₂=（M₂’-M）/V，则由于两次甲醇的加入引起酒样体积的增量ΔV₂=（M₂-M₂’）/ρ₂；

（5）计算出（C₁，ΔV₁）和（C₂，ΔV₂）所构成直线的斜率k，将k代入酒精度测定标准曲线进行计算，得到待测酒样的酒精度；所述的酒精度测定标准曲线是乙醇水体系中乙醇体积百分含量y与单位质量甲醇的添加引起体系体积变化量k之间的关系，曲线方程为y=-0.017k+1.308，R²=0.9999；

（6）在重复条件下对同一黄酒酒样独立进行两次酒精度测定，取两次酒精度测量值的算术平均值加减标准差表示最终的酒精度测定结果。

2.根据权利要求1所述的简便快速测定黄酒酒精度的方法，其特征在于：步骤（3）和（4）中甲醇的加入量为0.5mL-1.0mL。

3.根据权利要求1所述的简便快速测定黄酒酒精度的方法，其特征在于：步骤（6）中两次测量值的绝对差值不得超过算术平均值的5%。