CN106644807B - 一种用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型，属于发酵领域，由以下步骤建立：将黑曲样本、白曲样本和黄曲样本按照不同比例混合成多组试验样本，每组试验样本包括三个质量尺度的测量子样本；从每组试验样本的三个测量子样本中分别提取得到类黑精提取物，并测定类黑精提取物中类黑精的浓度；以多组试验样本的黑曲样本的质量分数、白曲样本的质量分数和黄曲样本的质量分数为自变量，以同一质量尺度下的测量子样本的类黑精的浓度为因变量拟合。该模型建立方法简单，易于操作，非常实用。一种用于测定大曲中黑白黄块曲比例的方法，确定待测大曲样本中大曲类黑精的浓度，代入上述模型计算得到待测大曲样本中黑白黄块曲的比例，准确率高达93.9％。结果直观易懂，准确高效。

Description

一种用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型及方法
技术领域
本发明涉及发酵领域，具体而言，涉及一种用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型及方法。
背景技术
酱香型白酒工艺的突出特点是高温制曲、用曲量大，因为酿酒生产中用曲量大，几乎与制酒原料高粱的质量比为1:1，曲的质量在一定程度上决定了酒质的优劣。关于大曲质量鉴别的技术非常少，现有技术中，有采用DNA测序技术获取大曲样品的微生物组成信息，构建大曲质量等级鉴别的判定模型的方法；也有通过风味物质对大曲质量进行评价的方法；还有应用大曲微生物的DGGE图谱建立指纹图谱，并将测定所得图谱与标准图谱进行比对得到合格产品的方法。
但是，现有技术仍然存在很多的问题，DNA测序技术工作量大，程序繁杂，成本较高；应用香气成分对大曲进行判别和质量控制，香气成分容易挥发，导致信息录入不全，判别模型构建不全面；而DGGE图谱法需要专门设备，成本较高。并且在这些专利中，都是对大曲进行质量判定而没有进行实际的测定。在实际生产中，不同质量的大曲是混合配比使用的，因此确定混合大曲中黑色、白色、黄色的块曲的比例对于确定大曲的质量尤为关键。然而关于测定混合大曲中黑色、白色、黄色块曲比例的方法至今未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型，其能够填补现有技术在该方向上的空白，简单直接的测定大曲中的黑色、白色、黄色块曲的比例，使用方便，准确性高。
本发明的另一目的在于提供一种用于测定大曲中黑白黄块曲比例的方法，该方法能够简单直接的测算得到大曲中的黑白黄块曲的比例，结果直观易懂，准确高效。
本发明的实施例是这样实现的：
一种用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型，由以下步骤建立：将黑曲样本、白曲样本和黄曲样本按照不同比例混合成多组试验样本，每组试验样本包括三个质量尺度的测量子样本；从每组试验样本的三个测量子样本中分别提取得到类黑精提取物，并测定类黑精提取物中类黑精的浓度；以多组试验样本的黑曲样本的质量分数、白曲样本的质量分数和黄曲样本的质量分数为自变量，以同一质量尺度下的测量子样本的类黑精的浓度为因变量拟合。
一种利用上述用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型来测定大曲中黑白黄块曲比例的方法，从待测大曲样本中按照三个质量尺度称取得到待测子样本，从待测子样本中提取得到大曲类黑精提取物，并测定大曲类黑精提取物中大曲类黑精的浓度；根据测得的大曲类黑精的浓度与用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型，计算得到待测大曲样本中黑白黄块曲的比例。
本发明实施例的有益效果是：类黑精产生于大曲培养时期，为成品曲内的固有物质，其含量的高低在一定程度上表示着曲块质量的优劣。本发明以类黑精为测定指标，提取试验样本中的类黑精并通过对类黑精的吸光度进行测定来确定类黑精浓度，通过计算机拟合，以黑曲样本、白曲样本和黄曲样本的比例为自变量，以类黑精的浓度为因变量建立模型。模型建立后，只需要对待测大曲中的类黑精进行提取并通过对类黑精的吸光度进行测定来确定类黑精的浓度，即可将类黑精的浓度代入到模型中，从而通过计算简单直接地得到待测大曲中黑白黄块曲的比例。用该模型计算得到的比例准确率高达93.7％。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型及方法。
一种用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型，由以下步骤建立：将黑曲样本、白曲样本和黄曲样本按照不同比例混合成多组试验样本，每组试验样本包括三个质量尺度的测量子样本；从每组试验样本的三个测量子样本中分别提取得到类黑精提取物，并测定类黑精提取物中类黑精的浓度；以多组试验样本的黑曲样本的质量分数、白曲样本的质量分数和黄曲样本的质量分数为自变量，以同一质量尺度下的测量子样本的类黑精的浓度为因变量拟合。
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，上述黑曲样本、白曲样本和黄曲样本分别是从多个对应颜色的块曲上选取多个采样点进行采样并混合制得。具体地，为了尽量减少取样误差，选取10～15块黑色块曲，再在每一块黑色块曲上选取9～16个采样点，采样点可以按照矩形阵列均匀分布，也可以随机抽取，将所有采样点中取得的样本混合均匀，得到黑曲样本。按照同样的方式，分别从白色块曲和黄色块曲制得白曲样本和黄曲样本。
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，黑曲样本、白曲样本和黄曲样本在使用前均需要过60目筛，并对过筛后的黑曲样本、白曲样本和黄曲样本进行干燥处理。过筛可以筛选出更细、更均匀的样本，而干燥能除去样本中残留的水分，保证称重的准确性，避免确定样本比例时产生误差。优选地，干燥处理的方式为直接置于干燥箱中烘干即可。
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，试验样本中各组分的质量分数为：黑曲样本5～30％，白曲样本5～15％，黄曲样本60～90％。各组分的上下限是根据实际生产情况，考虑到极限状况而定的，超出该比例范围的试验样本于实际生产来说，意义不大，还可能因为范围过大而带来误差。具体地，试验样本中的各组分比例，可以通过计算机软件Design-Expert在各组分上下限范围内进行最优混料设计，以提高建立的模型的准确性。
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，测量子样本在50～70℃下用乙醇溶液提取3～5h得到类黑精提取物。该提取条件通过单因素及正交试验进行确定，在该条件下提取试验样本得到的类黑精浓度最高。具体地，提取所采用的乙醇溶液中乙醇的质量分数为30～40％。
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，乙醇溶液的体积与试验样本的质量的比值为12.5～17.5mL/g。该比值的确定同样采用正交试验得到，随着单位质量提取溶液体积增加，类黑素浓度先升高再下降，在液固比为15mL/g时达到最高。
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，类黑精的浓度通过测定类黑精提取物的吸光度并计算得到。该方法简单直接，测得的数据准确可靠。
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，类黑精提取物浓缩、定容后于厚度为1cm的比色皿中，以波长为470nm的光线作为入射光测定类黑精提取物的吸光度。入射光波长为470nm下类黑精提取物的吸收最大，在此波长下测得的吸光度准确性最高，以此为依据计算得到的类黑精的浓度误差最小。具体的，类黑精的浓度通过下式计算得到：
c＝A/εL
其中，c为类黑精的浓度(mmol/L)，A为类黑精提取物在470nm下的吸光度，ε为类黑精的摩尔消光系数(0.64L/mmol·cm)，L为比色皿厚度(cm)。
具体地，本发明采用三个不同的质量尺度，通过对组分比例不同的多组测量子样本进行试验，确定同一质量尺度下类黑精的浓度与各组分质量分数的关系，通过计算机软件拟合得到具有三个显著的线型方程的方程组，如式1所示。
其中，C1、C2和C3分别为三个不同质量尺度下得到的同一测量子样本的类黑精的浓度，a、b和c分别为每组试验样本中黑曲样本、白曲样本和黄曲样本的质量分数。提取式1中的系数构成系数矩阵X(式2)，X不为零。
引入系数矩阵之后，式1可以变换为式3。
再由式3做矩阵运算，得到式4。
式4即为本发明所提供的用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型，通过试验结果确定系数矩阵X的具体数值之后，其逆矩阵X-1也为定值，那么通过测定待测大曲在该模型所采用的三个质量尺度下的类黑精的浓度C1，C2和C3，即能通过式4计算得到黑曲样本、白曲样本和黄曲样本的质量分数。
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，每个测量子样本测定三次，并取其平均值为最终数据，以确保数据的准确性。
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，在模型建立后，还包括选取黑曲样本、白曲样本和黄曲样本按照不同比例混合成多组验证样本，采用与试验样本相同的处理方法提取并测定其中的类黑精的浓度，代入模型(式4)中进行验证。
一种利用上述用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型来测定大曲中黑白黄块曲比例的方法，从待测大曲样本中按照三个质量尺度称取得到待测子样本，从待测子样本中提取得到大曲类黑精提取物，并测定大曲类黑精提取物中大曲类黑精的浓度；根据测得的大曲类黑精的浓度与用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型，计算得到待测大曲样本中黑白黄块曲的比例。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例
本实施例提供一种用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型，其通过以下方法得到：
S1.挑选颜色一致，断面颜色均一，颜色特征明显，发酵良好的生产用成品黑色块曲、白色块曲和黄色块曲各十块。
S2.在每一块曲取九个采样点(按3×3的点阵均匀取样)，每个采样点取样50g，将黑色块曲、白色块曲和黄色块曲各自的90个样品分别混合得到黑曲样本、白曲样本和黄曲样本。
S3.将黑曲样本、白曲样本和黄曲样本分别粉碎过60目筛，并将过筛后的黑曲样本、白曲样本和黄曲样本烘干至恒重并分别装入无菌密封袋备用。
S4.用Design-Expert 8.0软件拟定最优混料设计，如表1所示。
表1.最优混料设计
S5.按照表1所示的最优混料设计的相应比例制备试验样本1～16，每组试样用高速万能粉碎机混三次，每组试验样本制备100g备用。
S6.每个试验样本分别称取1g、1.5g和2g的测量子样本，在70℃下，用40％的乙醇溶液对测量子样本提取3h得到类黑精提取物。
S7.将上述类黑精提取物浓缩后，加入40％的乙醇溶液定容于50mL的容量瓶中，以40％的乙醇溶液为空白对照，入射光波长为470nm，于厚度为1cm的比色皿中测定其吸光度，并计算类黑精的浓度C1、C2和C3，为保证数据的准确性，每个测量子样本测定3次取平均值，C1、C2和C3分别对应1g、1.5g和2g的质量尺度，测定结果如表2所示。
表2.试验样本吸光度
S8.根据表1和表2的数据，通过计算机拟合得到三个线型方程：即系数矩阵X为通过计算得到其逆矩阵X-1为将该X-1的值代入到式4中即可得到所需的用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型。
试验例
选取黑曲样本、白曲样本和黄曲样本的比例如表3所示的验证样本采用本发明实施例所采用的方法测定其吸光度，并计算类黑精的浓度R1、R2和R3，为保证数据的准确性，每个试验样本在每个质量尺度下测定3次取平均值，R1、R2和R3分别对应1g、1.5g和2g的质量尺度，将R1、R2和R3代入到本发明实施例所提供的一种用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型中，计算出验证样本中黑曲样本、白曲样本和黄曲样本的质量分数m、n和o，测算结果如表4所示。
表3.验证样本的组成
表4.验证样本的测算结果
验证样本 R<sub>1</sub> R<sub>2</sub> R<sub>3</sub> m n o
1 0.515 1.014 1.462 18.9 11.2 69.9
2 0.521 1.010 1.448 14.1 12.5 73.4
3 0.556 1.045 1.486 4.7 14.6 80.7
从表4结合表3可以看出，测算得到的验证样本1～3中黑曲样本、白曲样本和黄曲样本的质量分数m、n和o，与实际称量的验证样本1～3中黑曲样本、白曲样本和黄曲样本的质量分数a、b和c的数值非常接近，数值的准确性通过下式进行计算：准确率＝(1-|计算值-实际值|/实际值)×100％。例如，验证样本1中m的准确性为：(1-|m-a|/a)×100％＝(1-|18.9-20|/20)×100％＝94.5％。分别计算验证样本1～3中m、n和o的准确率，并求平均值，得到的平均准确率高达93.9％。
综上所述，本发明提供的一种用于测定大曲中黑白黄块曲比例的模型以类黑精为测定指标，提取试验样本中的类黑精并通过对类黑精的吸光度进行测定来确定类黑精浓度，通过计算机拟合，以黑曲样本、白曲样本和黄曲样本的质量分数为自变量，以类黑精的浓度为因变量建立模型。模型建立后，只需要对待测大曲中的类黑精进行提取并通过对类黑精的吸光度进行测定来确定类黑精的浓度，即可将类黑精的浓度代入到模型中，从而通过计算简单直接地得到待测大曲中黑白黄块曲的比例。用该模型计算得到的比例准确率高达93.9％，能够很好的应用于测定大曲中黑白黄块曲比例以及对大曲的质量评级。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于测定大曲中黑白黄块曲比例的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将黑曲样本、白曲样本和黄曲样本按照不同比例混合成多组试验样本，每组所述试验样本包括三个质量尺度的测量子样本；从每组所述试验样本的三个所述测量子样本中分别提取得到类黑精提取物，并测定所述类黑精提取物中类黑精的浓度；以多组所述试验样本的所述黑曲样本的质量分数、所述白曲样本的质量分数和所述黄曲样本的质量分数为自变量，以同一所述质量尺度下的所述测量子样本的所述类黑精的浓度为因变量拟合得到线性方程，三个所述质量尺度下得到的三个所述线性方程构成线性方程组；
从待测大曲样本中按照所述三个质量尺度称取得到待测子样本，从所述待测子样本中提取得到大曲类黑精提取物，并测定所述大曲类黑精提取物中大曲类黑精的浓度；根据测得的所述大曲类黑精的浓度与所述用于测定大曲中黑白黄块曲比例的线性方程组，计算得到所述待测大曲样本中黑白黄块曲的比例。
2.根据权利要求1所述的用于测定大曲中黑白黄块曲比例的方法，其特征在于，所述黑曲样本、所述白曲样本和所述黄曲样本分别是从多个对应颜色的块曲上选取多个采样点进行采样混合制得。
3.根据权利要求1所述的用于测定大曲中黑白黄块曲比例的方法，其特征在于，所述黑曲样本、所述白曲样本和所述黄曲样本均在使用前过60目筛，并进行干燥处理。
4.根据权利要求1所述的用于测定大曲中黑白黄块曲比例的方法，其特征在于，每组所述试验样本中各组分的质量分数为：所述黑曲样本5～30％，所述白曲样本5～15％，所述黄曲样本60～90％。
5.根据权利要求1所述的用于测定大曲中黑白黄块曲比例的方法，其特征在于，所述测量子样本在50～70℃下用乙醇溶液提取3～5h得到所述类黑精提取物。
6.根据权利要求5所述的用于测定大曲中黑白黄块曲比例的方法，其特征在于，所述乙醇溶液中乙醇的质量分数为30～40％。
7.根据权利要求5所述的用于测定大曲中黑白黄块曲比例的方法，其特征在于，所述乙醇溶液的体积与所述试验样本的质量的比值为12.5～17.5mL/g。
8.根据权利要求1所述的用于测定大曲中黑白黄块曲比例的方法，其特征在于，所述类黑精的浓度通过测定所述类黑精提取物的吸光度并计算得到。
9.根据权利要求8所述的用于测定大曲中黑白黄块曲比例的方法，其特征在于，所述类黑精提取物经浓缩、定容后以波长为470nm的光线作为入射光测定所述类黑精提取物的吸光度。
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