CN109521066A - 一种黄酒电化学指纹图谱的构建方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种黄酒电化学指纹图谱的构建方法和应用，采用电化学工作站来制作黄酒指纹图谱的方法，其包括下述步骤：将一定量的黄酒放入反应器中，保持反应总体积为100mL前提下依次分别加入一定量的硫酸、硫酸铈铵和丙二酸溶液，控制其在一定的浓度；在一定温度和搅拌速度下恒温搅拌一定时间后加入一定量的溴酸钾，并继续恒温搅拌，以溴酸钾加入时为计时开始，以217饱和甘汞电极作参比，213型铂电极作指示电极，用电化学工作站记录电化学振荡体系中电位随时间的变化，绘制电位‑时间曲线图，构建黄酒电化学指纹图谱。本发明通过对不同品种和陈酿年份黄酒的电化学指纹图谱进行相似度比较，可对黄酒品种和陈酿年份进行鉴别。
Description
技术领域
本发明属于仪器分析技术领域，具体地说是涉及一种黄酒电化学指纹图谱的构建方法及其在黄酒品种和陈酿年份鉴别中的应用。
背景技术
黄酒是我国历史上最古老的酒种，享有“国酒”之美誉，其源于中国，与啤酒、葡萄酒并称为世界三大古酒。黄酒香气浓郁，味美甘甜，风味醇厚，并含有氨基酸、糖、有机酸和多种维生素等营养成份。不同品种和陈酿年份的黄酒品质和价格差距较大。然而黄酒生产和陈酿过程中无统一的评价和检测标准，少数企业有随意标注酒龄的行为，市售黄酒中存在以低酒龄黄酒冒充高酒龄黄酒的所谓“八年陈黄酒”、“十年陈黄酒”。因此建立一套快速、简便、有效的评价系统，对黄酒品种和陈酿年份的鉴别有极其重要的作用。
指纹图谱是指经光谱或色谱等现代分析仪器测定得到的组分群体的特征图谱或图像。指纹图谱能比较充分地反映酒中所含化学成分的种类与数量，进而对其质量进行整体描述和评价。酒类指纹图谱研究较多的是葡萄酒和白酒，黄酒研究得较少，但采用的主要是气相色谱法、高效液相色谱法及高级仪器联用技术。现有方法均需对酒类样品进行预处理，且设备昂贵、操作复杂。电化学指纹图谱具有样品无需预处理、灵敏、操作简单的特点，近年来广泛应用于中草药的鉴别。
发明内容
本发明的目的在于提供一种黄酒电化学指纹图谱的构建方法及其在黄酒品种和陈酿年份鉴别中的应用。
一种黄酒电化学指纹图谱的构建方法，所述方法是用电化学工作站来制作黄酒指纹图谱的方法，其包括下述步骤：
(1)将1～2mL黄酒放入反应器中，保持反应总体积为100mL前提下依次分别加入一定量的硫酸、硫酸铈铵和丙二酸溶液，控制氢离子浓度1.500～2.000mol·L-1、硫酸铈铵浓度0.004000～0.008000mol·L-1、丙二酸浓度0.05000～0.1000mol·L-1；
(2)在温度35～41℃和搅拌速度600～800rpm下恒温搅拌5～15min后加入0.9000～1.2500g溴酸钾，并继续恒温搅拌，以溴酸钾加入时为计时开始，用电化学工作站记录电化学振荡体系中电位随时间的变化，绘制电位-时间曲线图，构建黄酒电化学指纹图谱。
作为优选，所述黄酒用量为1.40mL，控制氢离子浓度为1.800mol·L-1、硫酸铈铵浓度为0.006000mol·L-1、丙二酸浓度为0.08000mol·L-1；所述温度为39℃，搅拌速度为650rpm，搅拌时间为10min，溴酸钾用量为1.1156g。上述参数条件控制下的测定方法不同种黄酒的电化学指纹图谱有较大的差异性，并有很好的稳定性和重现性。
作为优选，所述电化学工作站以217饱和甘汞电极作参比，213型铂电极作指示电极。
电化学指纹图谱的特征信息非常丰富，主要包括：(1)诱导时间，即加入最后反应物(溴酸钾)一瞬间至开始振荡所需的时间；(2)最高电位，即产生振荡前体系出现的电位最高值；(3)最低电位(Emin)，即振荡体系的初始电位；(4)振荡寿命，即振荡反应开始至结束所需的时间；(5)最大振幅，即振荡过程中相邻电位正峰和负峰之间的电位最大差值。
本发明的数据分析采用相似系统理论，对指纹图谱上述五个参数进行了相似度计算，其计算公式如下：
式中：Q积表示系统相似度；n表示参数的个数；ai，bi表示每个图谱第i个参数的平均值或对应的第i个参数。
本发明还提供了上述黄酒电化学指纹图谱在黄酒品种和陈酿年份鉴别中的应用。
作为优选，当二种黄酒电化学指纹图谱系统相似度＞97.59％时属同种黄酒，当相似度≤97.59％时则不是同种黄酒。
采用本发明方法进行黄酒指纹图谱的制作，较之其他方法有着显著的优点：本发明样品直接使用，不需复杂的预处理，因此该样品能反映黄酒的整体特征，而不是某一部分或某一萃取方法(如丙酮提取物等)的特征；另外，本发明根据黄酒电化学指纹图谱系统相似度的大小，可鉴别黄洒的品种和陈酿年份，方法简单快速有效。
附图说明
图1为3份会稽山醇香三年黄酒的电化学指纹图谱；
图2为3份会稽山纯正五年绍兴酒的电化学指纹图谱；
图3为3份会稽山古酿三年绍兴花雕酒的电化学指纹图谱；
图4为3份会稽山古酿六年绍兴花雕酒的电化学指纹图谱；
图5为3份会稽山宋法原造三年陈绍兴花雕酒的电化学指纹图谱；
图6为3份会稽山纯和八年绍兴花雕酒的电化学指纹图谱；
图7为3份会稽山纯和十二年绍兴花雕酒的电化学指纹图谱。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明所要保护的范围并不限于此。
实施例1
会稽山醇香三年黄酒的电化学指纹图谱
将1.40mL的会稽山醇香三年黄酒放入反应器中，保持反应总体积为100mL前提下依次分别加入一定量的H2SO4、硫酸铈铵和丙二酸溶液，控制氢离子浓度为1.800mol·L-1，硫酸铈铵浓度为0.006000mol·L-1，丙二酸浓度为0.08000mol·L-1，在39℃和转速为650rpm下恒温搅拌10min后加入1.1156g KBrO3，并继续恒温搅拌。以217饱和甘汞电极作参比，213型铂电极作指示电极，以KBrO3加入时为计时开始，用电化学工作站记录电化学振荡体系中电位(E)随时间(t)的变化，绘制E-t曲线，构建黄酒电化学指纹图谱(图1)。
重现性试验：取3份会稽山醇香三年黄酒，按照上述方法平行分析测定并计算其相似度，其电化学指纹图谱特征参数及相似度结果见表1。三份图谱的相似度均大于98％，表明该测定方法有很好的稳定性和重现性。
表1
实施例2
会稽山纯正五年绍兴酒的电化学指纹图谱
将1.40mL的会稽山纯正五年绍兴酒放入反应器中，保持反应总体积为100mL前提下依次分别加入一定量的H2SO4、硫酸铈铵和丙二酸溶液，控制氢离子浓度为1.800mol·L-1，硫酸铈铵浓度为0.006000mol·L-1，丙二酸浓度为0.08000mol·L-1，在39℃和转速为650rpm下恒温搅拌10min后加入1.1156g KBrO3，并继续恒温搅拌。以217饱和甘汞电极作参比，213型铂电极作指示电极，以KBrO3加入时为计时开始，用电化学工作站记录电化学振荡体系中电位(E)随时间(t)的变化，绘制E-t曲线，构建黄酒电化学指纹图谱(图2)。
重现性试验：取3份会稽山纯正五年绍兴酒，按照上述方法平行分析测定并计算其相似度，其电化学指纹图谱特征参数用相似度结果见表2。
表2
实施例3
会稽山古酿三年绍兴花雕酒的电化学指纹图谱
将1.40mL的会稽山古酿三年绍兴花雕酒放入反应器中，保持反应总体积为100mL前提下依次分别加入一定量的H2SO4、硫酸铈铵和丙二酸溶液，控制氢离子浓度为1.800mol·L-1，硫酸铈铵浓度为0.006000mol·L-1，丙二酸浓度为0.08000mol·L-1，在39℃和转速为650rpm下恒温搅拌10min后加入1.1156g KBrO3，并继续恒温搅拌。以217饱和甘汞电极作参比，213型铂电极作指示电极，以KBrO3加入时为计时开始，用电化学工作站记录电化学振荡体系中电位(E)随时间(t)的变化，绘制E-t曲线，构建黄酒电化学指纹图谱(图3)。
重现性试验：取3份会稽山古酿三年绍兴花雕酒，按照上述方法平行分析测定并计算其相似度，其电化学指纹图谱特征参数用相似度结果见表3。
表3
实施例4
会稽山古酿六年绍兴花雕酒的电化学指纹图谱
将1.40mL的会稽山古酿六年绍兴花雕酒放入反应器中，保持反应总体积为100mL前提下依次分别加入一定量的H2SO4、硫酸铈铵和丙二酸溶液，控制氢离子浓度为1.800mol·L-1，硫酸铈铵浓度为0.006000mol·L-1，丙二酸浓度为0.08000mol·L-1，在39℃和转速为650rpm下恒温搅拌10min后加入1.1156g KBrO3，并继续恒温搅拌。以217饱和甘汞电极作参比，213型铂电极作指示电极，以KBrO3加入时为计时开始，用电化学工作站记录电化学振荡体系中电位(E)随时间(t)的变化，绘制E-t曲线，构建黄酒电化学指纹图谱(图4)。
重现性试验：取3份会稽山古酿三年绍兴花雕酒，按照上述方法平行分析测定并计算其相似度，其电化学指纹图谱特征参数用相似度结果见表4。
表4
实施例5
会稽山宋法原造三年陈绍兴花雕酒的电化学指纹图谱
将1.40mL的会稽山宋法原造三年陈绍兴花雕酒放入反应器中，保持反应总体积为100mL前提下依次分别加入一定量的H2SO4、硫酸铈铵和丙二酸溶液，控制氢离子浓度为1.800mol·L-1，硫酸铈铵浓度为0.006000mol·L-1，丙二酸浓度为0.08000mol·L-1，在39℃和转速为650rpm下恒温搅拌10min后加入1.1156g KBrO3，并继续恒温搅拌。以217饱和甘汞电极作参比，213型铂电极作指示电极，以KBrO3加入时为计时开始，用电化学工作站记录电化学振荡体系中电位(E)随时间(t)的变化，绘制E-t曲线，构建黄酒电化学指纹图谱(图5)。
重现性试验：取3份会稽山宋法原造三年陈绍兴花雕酒，按照上述方法平行分析测定并计算其相似度，其电化学指纹图谱特征参数用相似度结果见表5。
表5
实施例6
会稽山纯和八年绍兴花雕酒的电化学指纹图谱
将1.40mL的会稽山纯和八年绍兴花雕酒放入反应器中，保持反应总体积为100mL前提下依次分别加入一定量的H2SO4、硫酸铈铵和丙二酸溶液，控制氢离子浓度为1.800mol·L-1，硫酸铈铵浓度为0.006000mol·L-1，丙二酸浓度为0.08000mol·L-1，在39℃和转速为650rpm下恒温搅拌10min后加入1.1156g KBrO3，并继续恒温搅拌。以217饱和甘汞电极作参比，213型铂电极作指示电极，以KBrO3加入时为计时开始，用电化学工作站记录电化学振荡体系中电位(E)随时间(t)的变化，绘制E-t曲线，构建黄酒电化学指纹图谱(图6)。
重现性试验：取3份会稽山纯和八年绍兴花雕酒，按照上述方法平行分析测定并计算其相似度，其电化学指纹图谱特征参数用相似度结果见表6。
表6
实施例7
会稽山纯和十二年绍兴花雕酒的电化学指纹图谱
将1.40mL的会稽山纯和十二年绍兴花雕酒放入反应器中，保持反应总体积为100mL前提下依次分别加入一定量的H2SO4、硫酸铈铵和丙二酸溶液，控制氢离子浓度为1.800mol·L-1，硫酸铈铵浓度为0.006000mol·L-1，丙二酸浓度为0.08000mol·L-1，在39℃和转速为650rpm下恒温搅拌10min后加入1.1156g KBrO3，并继续恒温搅拌。以217饱和甘汞电极作参比，213型铂电极作指示电极，以KBrO3加入时为计时开始，用电化学工作站记录电化学振荡体系中电位(E)随时间(t)的变化，绘制E-t曲线，构建黄酒电化学指纹图谱(图7)。
重现性试验：取3份会稽山纯和十二年绍兴花雕酒，按照上述方法平行分析测定并计算其相似度，其电化学指纹图谱特征参数用相似度结果见表7。
表7
实施例8
黄酒品种及陈酿年份的相似度判断方法
以各种黄酒电化学指纹图谱平均参数为参照计算的黄酒指纹图谱系统相似度，结果见表8。
表8
表8显示同种黄酒电化学指纹图谱的系统相似度在98.03％～99.57％，不同品种黄酒的系统相似度在83.36％～97.14％，不同种黄酒的系统相似度在83.36％～97.14％，因此，以临界系统相似度Qc＝(0.9714+0.9803)/2＝0.9759作为鉴别品种的判据，即指纹图谱系统相似度＞97.59％时，属同种黄酒，当相似度≤97.59％时，则不是同种黄酒。
Claims (5)
1.一种黄酒电化学指纹图谱的构建方法，其特征在于：所述方法是用电化学工作站来制作黄酒指纹图谱的方法，其包括下述步骤：
(1)将1～2mL黄酒放入反应器中，保持反应总体积为100mL前提下依次分别加入一定量的硫酸、硫酸铈铵和丙二酸溶液，控制氢离子浓度1.500～2.000mol·L-1、硫酸铈铵浓度0.004000～0.008000mol·L-1、丙二酸浓度0.05000～0.1000mol·L-1；
(2)在温度35～41℃和搅拌速度600～800rpm下恒温搅拌5～15min后加入0.9000～1.2500g溴酸钾，并继续恒温搅拌，以溴酸钾加入时为计时开始，用电化学工作站记录电化学振荡体系中电位随时间的变化，绘制电位-时间曲线图，构建黄酒电化学指纹图谱。
2.根据权利要求1所述的黄酒电化学指纹图谱的构建方法，其特征在于：所述黄酒用量为1.40mL，控制氢离子浓度为1.800mol·L-1、硫酸铈铵浓度为0.006000mol·L-1、丙二酸浓度为0.08000mol·L-1；所述温度为39℃，转速为650rpm，搅拌时间为10min，溴酸钾用量为1.1156g。
3.根据权利要求1所述的黄酒电化学指纹图谱的构建方法，其特征在于：所述电化学工作站以217饱和甘汞电极作参比，213型铂电极作指示电极。
4.一种权利要求1所述的黄酒电化学指纹图谱在黄酒品种和陈酿年份鉴别中的应用。
5.根据权利要求4所述黄酒电化学指纹图谱的应用，其特征在于：当二种黄酒电化学指纹图谱系统相似度＞97.59％时属同种黄酒，当相似度≤97.59％时则不是同种黄酒。
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- 2018-10-29 CN CN201811268278.1A patent/CN109521066B/zh not_active Expired - Fee Related
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