中紅外光譜技術在白酒檢測中的應用

劉石雪，王秀菊，李 靜，張貴選

（山東中科新銳檢測檢驗有限公司，山東臨沂 276700）

白酒行業作為傳統行業，是我國優秀而寶貴的民族遺產。快速分析方法中紅外光譜法的采用，可以實現快速、準確檢測產品質量，確?；瘜W檢測法的安全，節約能耗等。為此我們引進了中紅外分析技術進行白酒分析檢測，實現檢測行為綠色化，白酒檢測快速化。

紅外光譜可分為發射光譜和吸收光譜兩類。吸收光譜是將一束不同波長的紅外光照射到物質分子上，某些特定波長的紅外光被吸收，形成這一分子的紅外吸收光譜[1]。紅外光譜根據波長來分，波長0.75～2.5 μm 為近紅外、2.5～25 μm 為中紅外、25～1000 μm 為遠紅外[2]；中紅外光譜是分子的基頻振動光譜[3]。絕大多數有機物和無機物的基頻吸收帶都出現在中紅外區，其中2.5～7.5 μm 為特征頻率區，在基團的鑒定工作上很有價值，主要用于鑒定官能團，如羰基酮、酸、酯或酰胺類等化合物。中紅外光譜的定性分析主要是通過給大量已知類別譜圖打標簽建立模型，利用建立模型對未知譜圖進行預測分類。中紅外光譜的定量分析依據是朗伯比爾定律[4]。

本文根據中紅外光譜的定性、定量原理，將中紅外光譜技術引用到白酒分析檢測中。通過已有白酒數據模型定量白酒待測指標，并與傳統分析方法所得結果進行比對分析。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

實驗材料：某酒企提供的濃香型原酒100 個樣品。

試劑：0.1 mol/L 氫氧化鈉標準滴定溶液，0.1 mol/L 硫酸標準滴定溶液，酚酞指示劑，2%乙酸正戊酯溶液。

儀器設備：傅里葉變換中紅外Mars（丹麥福斯）；氣相色譜儀（Agilent 7890B 型，配有FID 檢測器）；0～100%vol 酒精計（河北省青縣江峰玻璃儀表廠）；HH-6 水浴鍋（金壇市杰瑞爾電器有限公司）；50 mL酸式滴定管、50 mL堿式滴定管、400 mL冷凝管（天津市天玻玻璃儀器有限公司）等。

1.2 實驗方法

1.2.1 常規檢測分析

福斯傅里葉變換中紅外Mars 檢測白酒酒精度、總酸、總酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯方法如下：

（1）準備工作：清洗瓶、調零試劑瓶，裝滿去離子水；插上電源開機，預熱15～30 min至“溫度低提示消失”；清洗；調零。（2）測量樣品：在主界面菜單中選擇所測樣品類型的模板，測量前用無塵紙擦拭針頭，樣品瓶用所測樣品先潤洗兩遍，然后倒入樣品于樣品瓶中約2/3處，放在進樣位置，即可開始測樣，測量結束后記錄所測樣品的“Ifg no”即光譜號，記錄好所測樣品的結果。

1.2.2 酒精度檢測方法

以蒸餾法去除樣品中不揮發性物質,用酒精計測得酒精體積分數示值，按GB 5009.225—2016 附錄B 進行溫度校正，求得在20 ℃時乙醇含量的體積分數，即為酒精度[5]。

1.2.3 總酸、總酯的檢測方法

總酸的測定：白酒中的有機酸，以酚酞為指示劑，采用氫氧化鈉溶液進行中和滴定，以消耗氫氧化鈉標準滴定溶液的量計算總酸的含量[6]。

總酯的測定：用堿中和樣品中的游離酸，再準確加入一定量的堿，加熱回流使酯類皂化。通過消耗堿的量計算出總酯含量[6]。

1.2.4 乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯的檢測方法

檢測條件：柱子CP-Wax 57CB；進樣口溫度250 ℃，分流比40∶1；升溫程序：35 ℃，保持4 min，4 ℃/min 升到80 ℃，再以8 ℃/min 升到200 ℃，保持15 min。

吸取樣品10.0 mL 于10 mL 容量瓶中，加入0.10 mL 乙酸正戊酯內標液，混勻。通過氣相色譜儀FID 檢測器測定乙酸乙酯與內標峰的面積，得出樣品中乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯的含量[6]。

2 結果與分析

2.1 酒精度檢測結果比對分析

本實驗采用某酒企業提供的100 個原酒樣品，通過酒精計法檢測得到其酒精度手工值與利用中紅外檢測得到的酒精度Mars 值結果進行比對，平均絕對差值為0.06%vol。滿足GB 5009.225—2016要求，在重復性條件下獲得的兩次獨立測定結果的絕對差值不得超過0.5%vol。結論證明利用中紅外光譜技術可以準確檢測白酒酒精度。具體見表1。

2.2 總酸、總酯檢測結果比對分析

根據GB/T 10345—2007 化學分析酸堿滴定法檢測100 個原酒樣品的總酸、總酯結果，與利用中紅外檢測得到的Mars 結果進行比對，總酸平均絕對差值為0.04 g/L，平均相對誤差為5%；總酯平均絕對差值為0.39 g/L，平均相對誤差為8%。結論證明利用中紅外光譜技術檢測白酒總酸、總酯含量與化學分析法檢測結果相比平均相對誤差小于10%，檢測結果比較準確。具體見表1。

表1 酒精度、總酸、總酯檢測結果比對

續表1 酒精度、總酸、總酯檢測結果比對

2.3 四大酯類檢測結果比對分析

根據GB/T 10345—2007 氣相色譜法檢測100個原酒樣品的乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯，與利用中紅外檢測得到的Mars 結果進行比對。得出結果乙酸乙酯平均絕對差值為0.06 g/L，平均相對誤差為3%；丁酸乙酯平均絕對差值為0.04 g/L，平均相對誤差為13%；乳酸乙酯平均絕對差值為0.08 g/L，平均相對誤差為5%；己酸乙酯平均絕對差值為0.08 g/L，平均相對誤差為5%。

相對誤差除丁酸乙酯外均小于10%，結論證明利用中紅外光譜技術可以準確檢測白酒中乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯含量。因為丁酸乙酯在濃香型白酒中含量較低，屬于痕量成分，檢測結果誤差較大。具體見表2。

3 結論

通過上述分析，可知中紅外光譜的測試靈敏度相對較低，檢測丁酸乙酯等痕量成分時相對誤差比較大。其次，由于其是一種間接測量手段，在實際應用之前，需要根據國標方法獲取一定數量的樣品真實值，建立一個穩定的、適用性強的模型，模型的數據量越大越精確，中紅外檢測數據越準確。盡管中紅外檢測有一定的缺點，但可快速檢測酒類產品中的各項指標，無損、在線檢測有助于及時發現生產中的問題，為實際生產提供指導意見[7]。

表2 乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯檢測結果比對 （g/L）

續表2 乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯檢測結果比對 （g/L）