董婉婉,瑞 瑞,張 燕,劉 暢,席 巖,支 雷,湯有宏,2,孫珍坤
(1.安徽古井貢酒股份有限公司,安徽亳州236820;2.安徽潤(rùn)安信科檢測(cè)科技有限公司,安徽亳州236820)
近紅外光譜在近些年來(lái)得到了快速發(fā)展,作為一種介于可見(jiàn)光與中紅外之間的電磁輻射波,其在檢測(cè)中通過(guò)對(duì)其近紅外光譜進(jìn)行掃描分析,對(duì)檢測(cè)物品內(nèi)部的特征信息進(jìn)行收集,利用其反饋信息進(jìn)行檢測(cè)分析[1]。近紅外光譜技術(shù)作為一種先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù),不僅檢測(cè)速度快,而且不會(huì)對(duì)樣品造成損害,被稱(chēng)為無(wú)損檢測(cè)[2],在質(zhì)量檢測(cè)方面發(fā)揮了非常重要的作用[3]。相較于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法,其具有高效、快速、無(wú)害、環(huán)保的特點(diǎn)。在現(xiàn)代食品藥品檢測(cè)中,得到了普遍的重視與廣泛的應(yīng)用。
在釀酒實(shí)際生產(chǎn)中,水參與了釀酒過(guò)程中所有的生化反應(yīng),是細(xì)菌、霉菌、酵母活化生長(zhǎng)不可缺少的重要物質(zhì),微生物群與其存在的微環(huán)境的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞的“三流運(yùn)轉(zhuǎn)”都離不開(kāi)水的直接或間接參與[4],酒醅檢測(cè)是白酒生產(chǎn)過(guò)程中監(jiān)測(cè)日常生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),是白酒生產(chǎn)任務(wù)能否順利完成的保障[5]。在生產(chǎn)實(shí)踐中因水分不適當(dāng),操作不嚴(yán)格,容易引起堆積和窖內(nèi)發(fā)酵不正常,導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)的不正常,從而影響酒的產(chǎn)量和質(zhì)量。生產(chǎn)不正常的因素很多,其中就有酒醅的水分含量指標(biāo)[6]。故準(zhǔn)確檢測(cè)入池酒醅水分含量尤為重要。本研究采用地方標(biāo)準(zhǔn)DB 34/T 2264—2014《固態(tài)發(fā)酵酒醅分析方法》中紅外燈烘烤法對(duì)比驗(yàn)證近紅外光譜儀測(cè)定法應(yīng)用于濃香型白酒入池酒醅水分測(cè)定方法的實(shí)用性、重復(fù)性、準(zhǔn)確性、可行性和可靠性。
天平:感量為0.01 g,型號(hào)為L(zhǎng)T1002E。
紅外線(xiàn)烤燈:250W。
瓷盤(pán):直徑為120~160 mm。
近紅外光譜儀:美國(guó)熱電,Antaris④;各模塊配獨(dú)立的檢測(cè)器。
軟件:工作流軟件、定標(biāo)模型軟件。
樣品杯,可旋轉(zhuǎn),石英材質(zhì),直徑5 cm。
樣品:濃香型白酒釀造生產(chǎn)過(guò)程中入池酒醅樣品。
實(shí)驗(yàn)室溫濕度:20℃,45%RH。
采用地方標(biāo)準(zhǔn)DB 34/T 2264—2014《固態(tài)發(fā)酵酒醅分析方法》中紅外燈烘烤法對(duì)比驗(yàn)證近紅外光譜儀測(cè)定法,驗(yàn)證該方法的重復(fù)性、人員間對(duì)比、紅外燈烘烤法與近紅外光譜儀測(cè)定法的比對(duì),驗(yàn)證其精密度符合地方標(biāo)準(zhǔn)DB 34/T 2264—2014《固態(tài)發(fā)酵酒醅分析方法》中的要求。
1.4.1 方法原理
紅外燈烘烤法是根據(jù)樣品烘干前后質(zhì)量之差,計(jì)算出所失去質(zhì)量的百分?jǐn)?shù),即為水分含量。近紅外光譜是指波長(zhǎng)為78~2526 nm范圍內(nèi)的電磁波。近紅外光譜的定量分析是通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件,利用化學(xué)分析數(shù)據(jù)和近紅外光譜數(shù)據(jù)來(lái)建立模型,確定模型參數(shù),然后以這個(gè)模型去定量檢測(cè)酒醅的水分含量。
1.4.2 樣品制備
入池酒醅應(yīng)從每堆的4個(gè)對(duì)角部位及中間的上、中、下層取樣;出池酒醅在窖池內(nèi)按窖壁、窖中的上、中、下層等量取樣。混合均勻后,以四分法縮分后取0.5~1.0 kg的樣品供分析。
1.4.3 測(cè)定步驟
1.4.3.1 紅外燈烘烤法[7]
取直徑為120~160 mm的瓷盤(pán)。洗凈、干燥、冷卻、稱(chēng)重(精確至0.01 g),在已稱(chēng)重的瓷盤(pán)內(nèi)稱(chēng)取試樣20 g(精確至0.01 g),將試樣放在紅外線(xiàn)烤燈下烘烤(燈距離試樣8~10 cm),烘烤過(guò)程中進(jìn)行攪拌、碾碎,烘烤至干但不能糊;取出并冷卻至室溫后,稱(chēng)瓷盤(pán)及試樣重量,按下式計(jì)算:
式中:m0——空瓷盤(pán)質(zhì)量,g;
m1——烘干前瓷盤(pán)及試樣質(zhì)量,g;
m2——烘干后瓷盤(pán)及試樣重量,g。
1.4.3.2 近紅外光譜儀測(cè)定法
開(kāi)機(jī)預(yù)熱30 min,打開(kāi)工作流,進(jìn)行儀器維護(hù),檢查結(jié)果全部為“成功”,則進(jìn)行下一步操作,若檢查結(jié)果有“失敗”項(xiàng),則重新檢查。儀器檢查,選擇“積分球樣品”進(jìn)行檢查。均符合要求后,將樣品充分拌勻,用工具將樣品裝進(jìn)樣品杯至杯口,用壓樣器輕壓樣品。同一樣品,裝樣2次,采集2次光譜,軟件合成平均光譜。每個(gè)樣品前采集背景光譜。光譜保存至相應(yīng)文件夾,打開(kāi)已建立好的模型,查找到樣品光譜,模型將讀出樣品所測(cè)項(xiàng)目含量。將數(shù)據(jù)保存到專(zhuān)項(xiàng)報(bào)表中。
采用近紅外光譜分析測(cè)定法測(cè)定濃香型白酒釀造生產(chǎn)過(guò)程中入池酒醅水分,使用同一臺(tái)近紅外光譜儀,分別對(duì)5批次入池酒醅水分進(jìn)行平行測(cè)定6次,驗(yàn)證方法的重復(fù)性結(jié)果見(jiàn)表1。
由表1數(shù)據(jù)可知,分別對(duì)5批次入池酒醅水分進(jìn)行平行測(cè)定6次,結(jié)果的絕對(duì)差值均≤1.0%,依據(jù)地方標(biāo)準(zhǔn)DB 34/T 2264—2014《固態(tài)發(fā)酵酒醅分析方法》中的判定標(biāo)準(zhǔn),該方法重復(fù)性結(jié)果滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求。
采用近紅外光譜分析測(cè)定法測(cè)定入池酒醅水分,由不同化驗(yàn)員在同一實(shí)驗(yàn)室使用同一臺(tái)近紅外光譜儀,在相同環(huán)境條件下分別對(duì)5批次入池酒醅水分進(jìn)行平行測(cè)定,人員間對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表2。
由表2數(shù)據(jù)可知,由不同化驗(yàn)員分別對(duì)5批次入池酒醅測(cè)定水分,結(jié)果的絕對(duì)差值均≤1.0%,依據(jù)地方標(biāo)準(zhǔn)DB 34/T 2264—2014《固態(tài)發(fā)酵酒醅分析方法》中的判定標(biāo)準(zhǔn),其化驗(yàn)員對(duì)比結(jié)果實(shí)驗(yàn)滿(mǎn)足要求。
由同一實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)員采用地方標(biāo)準(zhǔn)DB 34/T 2264—2014《固態(tài)發(fā)酵酒醅分析方法》中紅外燈烘烤法與近紅外光譜儀測(cè)定法分別對(duì)5批次入池酒醅水分平行測(cè)定5次,驗(yàn)證近紅外光譜儀測(cè)定法的準(zhǔn)確性,結(jié)果見(jiàn)表3、表4。
表1 近紅外光譜儀測(cè)定法測(cè)定入池酒醅水分結(jié)果 (%)
表2 不同化驗(yàn)員近紅外光譜儀測(cè)定法測(cè)定入池酒醅水分結(jié)果 (%)
表3 不同化驗(yàn)員紅外燈烘烤法測(cè)定入池酒醅水分結(jié)果 (%)
表4 兩種方法對(duì)入池酒醅水分的測(cè)定結(jié)果 (%)
由表3、表4可知,采用地方標(biāo)準(zhǔn)DB 34/T 2264—2014《固態(tài)發(fā)酵酒醅分析方法》中紅外燈烘烤法與近紅外光譜儀測(cè)定法分別對(duì)5批次入池酒醅水分平行測(cè)定5次,檢驗(yàn)結(jié)果的絕對(duì)差值均≤1.0%,依據(jù)地方標(biāo)準(zhǔn)DB 34/T 2264—2014《固態(tài)發(fā)酵酒醅分析方法》中的判定標(biāo)準(zhǔn),紅外燈烘烤法與近紅外光譜儀測(cè)定法的比對(duì)結(jié)果實(shí)驗(yàn)滿(mǎn)足要求,則近紅外光譜儀測(cè)定法的準(zhǔn)確性較好。
酒醅中水分含量的高低直接影響到蒸餾酒產(chǎn)量和質(zhì)量[8]??焖贉?zhǔn)確測(cè)定酒醅水分尤為重要,以上驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,近紅外光譜儀測(cè)定法能夠較為準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便地測(cè)定濃香型白酒生產(chǎn)過(guò)程中入池酒醅水分含量。該方法具有較好的實(shí)用性、準(zhǔn)確性、可行性和可靠性。