葡萄酒中糖分和有機酸的含量測定研究

1.引言

葡萄酒作為一種古老的酒類制品，具有豐富的文化和歷史背景。近年來，隨著人們對健康生活的追求和對飲食品質要求的提高，葡萄酒的消費量逐漸增加。而葡萄酒中的糖分和有機酸含量是影響其口感和風味的重要因素，同時還影響著葡萄酒的質量和風格。糖分不僅影響著葡萄酒的甜度和口感，還對其酒精度和發酵過程起到重要調節作用。有機酸對葡萄酒的口感、風味和質感起著關鍵作用。不同種類和含量的有機酸可以賦予葡萄酒不同的酸度和風味特征，如檸檬酸、蘋果酸、酒石酸等。有機酸的含量和比例不僅與葡萄品種有關，還受到葡萄生長環境、釀造工藝和陳年過程的影響。因此，對葡萄酒中糖分和有機酸的含量進行研究具有重要的理論和應用價值。

2.葡萄酒中糖分和有機酸含量測定的意義

2.1糖分含量測定的意義

葡萄酒中的糖分是由葡萄中的果糖和葡萄糖等單糖組成的。它是葡萄酒口感的重要組成部分之一，對葡萄酒的甜度和口感產生了重要影響。通過測定糖分含量，我們可以對葡萄酒的甜度進行定量描述，幫助消費者選擇適合自己口味的葡萄酒。糖分含量不僅可以反映葡萄酒的甜度，還可以反映葡萄酒的發酵程度。在葡萄酒的釀造過程中，葡萄汁中的糖分被酵母菌轉化為酒精和二氧化碳。糖分含量的測定可以判斷葡萄酒的發酵是否完全，從而評估葡萄酒的質量。若糖分含量較高，則說明葡萄酒發酵不完全，可能存在發酵停滯或其他酵母菌問題，影響葡萄酒的品質。此外，糖分含量還對葡萄酒的保存和穩定性具有重要意義。高糖分的葡萄酒更容易發酵，產生二氧化碳，增加瓶內壓力。若瓶內壓力過高，則可能導致葡萄酒瓶塞被彈出，損壞葡萄酒的質量。因此，糖分含量的測定可以指導葡萄酒的保存和處理方法。對于高糖分的葡萄酒，相關人員可以采取控制溫度、降低酵母菌活性或進行二次發酵等方法，以保證葡萄酒的穩定性和質量。

2.2有機酸含量測定的意義

常見的有機酸包括蘋果酸、檸檬酸、酒石酸等。這些有機酸在葡萄酒中起著重要的作用，對葡萄酒的風味和口感有著關鍵影響。首先，有機酸可以為葡萄酒提供酸度。葡萄酒的酸度是評估葡萄酒質量的重要指標之一，它能夠使葡萄酒更加清爽、口感更加平衡。有機酸含量的測定可以直接反映葡萄酒的酸度水平，幫助消費者選擇適合自己口味的葡萄酒。其次，有機酸還對葡萄酒的風味起著重要作用。不同種類的有機酸具有不同的風味特點，如蘋果酸呈酸爽的味道，檸檬酸呈酸甜的味道。有機酸含量的測定可以幫助消費者了解葡萄酒的風味特點，選擇符合自己口味的葡萄酒。再次，有機酸含量還可以反映葡萄酒的新鮮程度和質量。新鮮的葡萄酒通常含有較高的有機酸，而老化的葡萄酒則有可能酸度降低。因此，有機酸含量的測定可以評估葡萄酒的質量和保存狀態。若有機酸含量較低，則可能意味著葡萄酒已經老化或者保存不當，影響了葡萄酒的口感和品質。最后，有機酸含量的測定還可以揭示葡萄酒的產地特征和品種特征。不同品種的葡萄和不同產地的葡萄酒通常具有不同的有機酸組成和含量。通過測定有機酸含量，我們可以了解葡萄酒的品種特征和產地風味，幫助消費者更好地選擇適合自己口味的葡萄酒。

綜上所述，糖分和有機酸含量的測定對于葡萄酒的口感、甜度、發酵程度、保存穩定性、風味特征等方面具有重要的意義，為葡萄酒的品質評估和消費者的選擇提供了有價值的信息。

3.實驗部分

3.1主要儀器與試劑

3.1.1儀器

高效液相色譜儀，型號為LC-20AT。電子天平，型號為AR224CN、XS205。

3.1.2試劑

甲醇、硫酸、氨水、氫氧化鈉。

3.2實驗方法

3.2.1固相萃取柱的活化

將固相萃取柱插在固相萃取裝置上，并加入2-3mL甲醇。甲醇的添加速度應適度，一般為每分鐘4滴到6滴的慢速下滴。這樣可以保證樣品在固相材料上充分溶解和吸附。當甲醇滴完時，再加入2-3mL超純水，并以相同的慢速度繼續滴入固相萃取柱中。此步驟的目的是用超純水洗去甲醇中的雜質，同時保證樣品在固相材料上的穩定吸附。當超純水即將滴完時，再加入2-3mL濃度為1%的氨水。當滴至液面高度約為1mm時，要及時關閉控制閥，以免溶劑滴干。

通過以上步驟，我們可以實現對樣品的固相萃取。甲醇的加入有助于樣品的溶解和吸附，同時幫助清洗固相材料；超純水的加入用于洗去甲醇中的雜質，使得樣品在固相材料上的吸附更加純凈和穩定；氨水的加入有助于調節樣品的pH值，增強固相萃取的效果。需要注意的是，在滴液的過程中要控制滴液的速度，避免過快或過慢。同時，在添加甲醇、超純水和氨水時要保持適當的體積，并在即將滴完時關閉控制閥，以防止溶劑滴干，這樣可以保證固相萃取過程的穩定和有效性。

3.2.2樣品溶液制備

糖醇的洗脫：首先，以緩慢的速度將4mL超純水滴入柱中，直到液面高度約1mm。然后，繼續以緩慢的速度滴加4mL超純水，分兩次進行洗脫，所有洗脫液都會被收集在一個10mL容量瓶中。接下來，取出容量瓶，使用氫氧化鈉溶液（6.3.6）調節洗脫液的pH值至6左右。最后，使用超純水將洗脫液定容至10mL。

有機酸的洗脫：首先，將一個容量為10mL的瓶子放置在接取處。接下來，將4mL的硫酸溶液（6.3.1）分兩次緩慢滴入瓶子中，以洗脫有機酸。然后，將瓶子中的洗脫溶液完全抽干。在取出瓶子后，使用氫氧化鈉溶液（6.3.6）將溶液的pH值調節至6左右。最后，用超純水將溶液定容至10mL，這樣得到的洗脫液即為有機酸分離的樣液。

3.2.3樣品測定

糖、醇的測定：使用Xtimate Sugar-H 7.8*300mm 5um色譜柱，在30℃的柱溫下進行測定。流動相為硫酸溶液（0.0015mol/L），流速為0.5mL/min。進樣量為20μL。使用示差檢測器作為檢測器。在測定前，裝上色譜柱，并調整柱溫至30℃。以0.5mL/min的流速通入流動相，使其達到平衡。待系統穩定后，按照上述色譜條件依次進樣。首先，將糖和醇混合標準液系列溶液分別進樣，并以標樣濃度對峰面積作為標準曲線。然后，將待測樣品溶液進樣，確保樣品中糖和醇的含量在標準系列范圍內。根據保留時間進行定性分析，并根據峰面積使用外標法進行定量分析。

有機酸的測定：使用Xtimate Sugar-H色譜柱，柱溫設定為55℃。流動相使用硫酸溶液（濃度為0.0075mol/L），流速設置為0.3mL/min。檢測波長選擇210nm。進樣量為50μL。檢測器使用紫外檢測器。在系統穩定后，按照上述色譜條件依次進樣。首先，進樣有機酸標準系列溶液，并以標樣濃度對峰面積作為標準曲線。然后，進樣待測樣品溶液（注意樣品中有機酸的含量應控制在標準系列范圍內）。根據峰的保留時間進行定性分析，根據峰的面積使用標準曲線進行定量分析。

3.2.4標準溶液配置

糖、醇標準儲備液的制備：首先，分別稱取蔗糖、葡萄糖和果糖標準品各0.05g。然后，將每種標準品加入50mL容量瓶中。最后，用超純水加至容量刻度線，使溶液體積達到50mL。經過這樣的制備過程，所得到的溶液中含有蔗糖、葡萄糖和果糖的濃度均為1g/L。

糖、醇標準系列溶液的制備：首先，取出之前制備好的糖、醇標準儲備液。然后，分別將這些儲備液用超純水稀釋成含糖濃度為0.05g/L、0.10g/L、0.20g/L、0.40g/L和0.80g/L，以及甘油濃度為0.20g/L、0.40g/L、0.80g/L、1.60g/L和3.20g/L的混合標準系列溶液。制備方法是將適量的儲備液取出，加入容量瓶中，然后用超純水加至容量刻度線，使溶液體積達到50mL。

制備有機酸標準儲備液：分別稱取檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、琥珀酸、乳酸、醋酸各0.05g，并加50mL容量瓶中。然后，用超純水加至容量刻度線，使溶液體積達到50mL。經過這樣的制備過程，所得到的溶液中含有檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、琥珀酸、乳酸、醋酸的濃度均為1g/L。

制備有機酸標準系列溶液：將各有機酸標準儲備液取出，分別加入容量瓶中，然后用超純水加至容量刻度線，使溶液體積達到50mL。根據需要的濃度，稀釋成濃度為0.05g/L、0.10g/L、0.20g/L、0.40g/L、0.80g/L的混合標準系列溶液。

通過制備有機酸標準系列溶液，可以建立濃度與響應信號之間的標準曲線，從而對未知樣品中的有機酸進行定量分析。需要注意的是，在制備有機酸標準儲備液和有機酸標準系列溶液的過程中，應嚴格按照操作規程進行，避免交叉污染和誤差的產生。同時，在實驗過程中要保證儀器的準確性和穩定性，確保實驗結果的可靠性。

3.3結果驗證

3.3.1線性結果

進糖醇各標準系列工作液20μL，有機酸各標準系列工作液50μL，記錄目標物的峰面積，以峰面積為縱坐標，標準溶液的濃度為橫坐標，進行線性回歸。結果見表1。

3.3.2檢出限

逐級稀釋標準溶液，采用信噪比法來測定樣品中組分的檢出限，當信噪比為3±1即為檢出限。各濃度標準溶液連續進樣2次，計算信噪比。結果見表2。

3.4評價與驗證

3.4.1線性評價

在GB/T 15038-2006附錄D中，對葡萄酒中糖分和有機酸的測定，要求線性回歸方程的相關系數R必須≥0.99。這意味著測定結果與參考方法之間的線性關系非常強，我們可以通過線性回歸方程準確預測樣品的糖分和有機酸含量。在本實驗中，相關方程和相關系數見表1，均符合標準方法的要求，這說明該分析方法具有良好的線性關系，能夠準確測定葡萄酒中的糖分和有機酸含量。

3.4.2精密度評價

根據GB/T 15038-2006附錄D的規定，葡萄酒中糖分和有機酸的測定精密度應≤10%。在本實驗中，精密度范圍為0.3%-4.2%，結果滿意。這意味著在重復測定相同樣品時，測定結果的變異程度較小，并且測定結果穩定可靠。因此，該分析方法具有良好的精密度，可以準確評估葡萄酒中的糖分和有機酸含量的變化。

結論

上述驗證結果表明本院具備按照GB/T 15038-2006附錄D《葡萄酒中糖分和有機酸的測定》開展該項目的能力，能夠準確測定葡萄酒中的糖分和有機酸含量，提供可靠的分析結果和數據支持。

作者簡介

劉群（1990-），女，漢族，湖南常德人，工程師，碩士研究生；研究方向：檳榔安全性及產業技術研究與應用。