CN105319331A - 一种检测水果酒中多酚类物质的方法及数学模型 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测水果酒中多酚类物质的方法，包括以下步骤：将水果全汁发酵得到水果干酒，先采用频率为20~30kHz的超声波处理40~60s，再采用频率为10~20Hz、电场强度为10~30kV/cm的脉冲电场，处理时间100~300μs，得预处理水果干酒；根据数学模型
Description
技术领域
本发明涉及一种通过构建数学模型快速评定果酒质量的方法，特别涉及一种基于超声波协同脉冲电场处理并检测水果酒中多酚类物质的方法及数学模型。
背景技术
水果酒（葡萄酒、荔枝酒、菠萝酒等）因其含有丰富的多酚类物质而具有较好的保健功效，不仅可以预防人体遭受各种疾病的困扰，而且对酒的口感及色泽等都起到非常重要的影响。
多酚类物质如单宁、总酚、没食子酸、原儿茶酸、愈创木酚、4-乙基苯酚、香草醛和丁香醛等，通过测定多酚类物质的含量高低，可以在一定程度上判断果酒的品质的好坏，通过建立超声波协同脉冲电场处理果酒对酚类物质影响的数学模型，就可以指导不同处理参数对果酒中多酚类物质的影响，从而提升果酒的品质。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种检测水果酒中多酚类物质的方法及数学模型。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种检测水果酒中多酚类物质的方法，包括以下步骤：将水果全汁发酵得到水果干酒，先采用频率为20~30kHz的超声波处理40~60s，再采用频率为10~20Hz、电场强度为10~30kV/cm的脉冲电场，处理时间100~300μs，得预处理水果干酒；根据数学模型，对预处理水果干酒中的多酚类物质进行检测，获得多酚类物质的含量；其中，C表示多酚类物质的浓度，s代表超声波，E代表脉冲电场，t代表处理时间，f代表频率，a为物质常数，V为待检测酒样的体积。
多酚类物质为单宁、总酚、没食子酸、原儿茶酸、愈创木酚、4-乙基苯酚、香草醛的任一种。所述单宁、总酚、没食子酸、原儿茶酸、愈创木酚、4-乙基苯酚、香草醛的物质常数a分别为17.9156、16.3278、19.8721、19.2562、18.6105、19.1816和18.5236。
一种用于检测水果酒中多酚类物质的数学模型，该数学模型为，式中，C表示多酚类物质的浓度，s代表超声波，E代表脉冲电场，t代表处理时间，f代表频率，a为物质常数，V为待检测酒样的体积。
本发明具有如下有益效果：本发明所涉及的数学模型，可以相对准确和快速地判断果酒中多酚类物质的含量，从而判断超声波协同脉冲电场处理的实际效果，可以指导生产高品质的果酒。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
（1）将葡萄水果全汁发酵得到的水果干酒，先采用频率为20kHz的超声波处理40s，再采用频率为10Hz、电场强度为10kV/cm的脉冲电场，处理时间100μs，得预处理水果干酒；
（2）对预处理水果干酒中的多酚类物质进行检测，以C表示多酚类物质的浓度，s代表超声波，E代表脉冲电场，t代表处理时间，f代表频率，a为物质常数（单宁17.9156、总酚16.3278、没食子酸19.8721、原儿茶酸19.2562、愈创木酚18.6105、4-乙基苯酚19.1816、香草醛18.5236），V为处理酒样的体积（1L），通过多组测定数据，最终确定数学模型为，再将测定的数值带入数学模型进行验证，其中单宁、总酚、没食子酸、原儿茶酸、愈创木酚、4-乙基苯酚、香草醛的结果见表1。
表1实测值与预测值之间的比较
| 名称 | 预测值(mg/L) | 实际值(mg/L) | 偏差(%) |
| 单宁 | 20.86 | 20.38 | 2.36 |
| 总酚 | 35.37 | 35.86 | -1.37 |
| 没食子酸 | 0.69 | 0.74 | -6.76 |
| 原儿茶酸 | 0.24 | 0.25 | -4.00 |
| 愈创木酚 | 0.41 | 0.43 | -4.65 |
| 4-乙基苯酚 | 0.28 | 0.27 | 3.70 |
| 香草醛 | 0.43 | 0.41 | 4.88 |
结果表明，本发明方法所得到的预测值与实际值的偏差不大，偏差在1%-7%之间，本方法具有实际意义。
实施例2
（1）将荔枝水果全汁发酵得到的水果干酒，先采用频率为25kHz的超声波处理50s，再采用频率为15Hz、电场强度为20kV/cm的脉冲电场，处理时间200μs，得预处理水果干酒；
（2）对预处理水果干酒中的多酚类物质进行检测，以C表示多酚类物质的浓度，s代表超声波，E代表脉冲电场，t代表处理时间，f代表频率，a为物质常数（单宁17.9156、总酚16.3278、没食子酸19.8721、原儿茶酸19.2562、愈创木酚18.6105、4-乙基苯酚19.1816、香草醛18.5236），V为处理酒样的体积（2L），通过多组测定数据，最终确定数学模型为
再将测定的数值带入数学模型进行验证，其中单宁、总酚、没食子酸、原儿茶酸、愈创木酚、4-乙基苯酚、香草醛的结果见表2。
表2实测值与预测值之间的比较
| 名称 | 预测值(mg/L) | 实际值(mg/L) | 偏差(%) |
| 单宁 | 22.74 | 22.46 | 1.25 |
| 总酚 | 37.15 | 36.32 | 2.29 |
| 没食子酸 | 0.79 | 0.82 | -3.79 |
| 原儿茶酸 | 0.33 | 0.31 | 6.45 |
| 愈创木酚 | 0.36 | 0.38 | -5.56 |
| 4-乙基苯酚 | 0.25 | 0.24 | 4.17 |
| 香草醛 | 0.54 | 0.52 | 3.85 |
结果表明，本发明方法所得到的预测值与实际值的偏差不大，偏差在1%-7%之间，本方法具有实际意义。
实施例3
（1）将菠萝水果全汁发酵得到的水果干酒，先采用频率为30kHz的超声波处理60s，再采用频率为20Hz、电场强度为30kV/cm的脉冲电场，处理时间300μs，得预处理水果干酒；
（2）对预处理水果干酒中的多酚类物质进行检测，以C表示多酚类物质的浓度，s代表超声波，E代表脉冲电场，t代表处理时间，f代表频率，a为物质常数（单宁17.9156、总酚16.3278、没食子酸19.8721、原儿茶酸19.2562、愈创木酚18.6105、4-乙基苯酚19.1816、香草醛18.5236），V为处理酒样的体积（4L），通过多组测定数据，最终确定数学模型为
再将测定的数值带入数学模型进行验证，其中单宁、总酚、没食子酸、原儿茶酸、愈创木酚、4-乙基苯酚、香草醛的结果见表3。
表3实测值与预测值之间的比较
| 名称 | 预测值(mg/L) | 实际值(mg/L) | 偏差(%) |
| 单宁 | 22.79 | 22.41 | 1.70 |
| 总酚 | 35.21 | 36.97 | -4.76 |
| 没食子酸 | 0.97 | 0.92 | 5.43 |
| 原儿茶酸 | 0.38 | 0.41 | -7.32 |
| 愈创木酚 | 0.60 | 0.57 | 5.26 |
| 4-乙基苯酚 | 0.59 | 0.62 | -4.84 |
| 香草醛 | 0.61 | 0.59 | 3.39 |
结果表明，本发明方法所得到的预测值与实际值的偏差不大，偏差在1%-8%之间，本方法具有实际意义。
需要说明的是，实施例1至3多酚类物质的预测值是指该数学模型算出的数字，实际值是实际检测得到的数值。
实际值检测方法如下：
单宁：福林-丹尼斯试剂法（Folin-Denis）
总酚：福林-肖卡试剂法（Folin-Ciocalteu）
没食子酸、原儿茶酸、愈创木酚、4-乙基苯酚、香草醛和丁香醛：高效液相色谱法。
高效液相色谱法具体条件如下：
色谱条件：
色谱柱为WatersAtlantisC18柱(150mm×4.6mm，5μm)。进样量为20uL；流速为1mL/min；检测波长为280nm。流动相：A为0.1%甲酸水溶液，B为80%甲醇(含甲酸0.1%)。
样品前处理：
取25mL初始pH值为4.75的酒样，用1mol/L氢氧化钠调pH值为7.0，加乙酸乙酯萃取3次，有机相真空浓缩至干，加5mL甲醇溶解，此为中性酚。余下的水相用1mol/L盐酸调pH值为2.0，加乙酸乙酯萃取3次，有机相浓缩至干后加5mL浓度为2mol/L的盐酸置沸水浴水解1h，冷却后再用乙酸乙酯萃取，有机相浓缩至干，加5mL甲醇溶解，此为酸性酚。中性酚和酸性酚经0.45μm滤膜过滤后进液相。根据保留时间定性、外标峰面积法定量。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种检测水果酒中多酚类物质的方法，包括以下步骤：将水果全汁发酵得到水果干酒，先采用频率为20~30kHz的超声波处理40~60s，再采用频率为10~20Hz、电场强度为10~30kV/cm的脉冲电场，处理时间100~300μs，得预处理水果干酒；根据数学模型，对预处理水果干酒中的多酚类物质进行检测，获得多酚类物质的含量；其中，C表示多酚类物质的浓度，s代表超声波，E代表脉冲电场，t代表处理时间，f代表频率，a为物质常数，V为待检测酒样的体积。
2.根据权利要求1所述的检测水果酒中多酚类物质的方法，其特征在于，多酚类物质为单宁、总酚、没食子酸、原儿茶酸、愈创木酚、4-乙基苯酚、香草醛的任一种。
3.根据权利要求2所述的检测水果酒中多酚类物质的方法，其特征在于，所述单宁、总酚、没食子酸、原儿茶酸、愈创木酚、4-乙基苯酚、香草醛的物质常数a分别为17.9156、16.3278、19.8721、19.2562、18.6105、19.1816和18.5236。
4.一种用于检测水果酒中多酚类物质的数学模型，其特征在于，该数学模型为，式中，C表示多酚类物质的浓度，s代表超声波，E代表脉冲电场，t代表处理时间，f代表频率，a为物质常数，V为待检测酒样的体积。
5.根据权利要求4所述的用于检测水果酒中多酚类物质的数学模型，其特征在于，多酚类物质为单宁、总酚、没食子酸、原儿茶酸、愈创木酚、4-乙基苯酚、香草醛的任一种。
6.根据权利要求5所述的用于检测水果酒中多酚类物质的数学模型，其特征在于，所述单宁、总酚、没食子酸、原儿茶酸、愈创木酚、4-乙基苯酚、香草醛的物质常数a分别为17.9156、16.3278、19.8721、19.2562、18.6105、19.1816和18.5236。
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