1 广东海洋大学海洋与气象学院, 广东 湛江 524088
2 中国科学院青海盐湖研究所, 中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室, 青海省盐湖资源化学重点实验室, 青海 西宁 810008
白酒是深受消费者喜爱的一种日常含酒精饮品, 酒精度是衡量其品质的关键指标之一。 简单、 快速的酒精度分析方法有助于提升白酒的检验效率。 光谱法具有响应快速、 无损分析的优点, 可为酒精度的分析提供较好的帮助。 水分子对红外光具有较好的吸收效果, 基于此特征探究了利用近红外光谱间接分析白酒中酒精度的方法。 研究发现光程对水和乙醇分子的紫外-可见-近红外吸收光谱有影响, 水分子在1 448 nm附近有一个独立的吸收峰, 此吸收峰在光程10 mm条件下出现突跃, 但当光程降低为1 mm时, 峰形变为对称且平滑状态, 可用于定量分析。 乙醇水溶液在1 000~1 800 nm范围内的吸收峰随着乙醇含量的增大呈规律性递减, 乙醇和水分子间的作用力未对二者的吸收光谱产生显著影响。 提取1 448 nm处的吸光度, 得出吸光度与酒精含量的线性方程: A=1.38-0.013m%(R2=0.996 7), 酒精度低于20%或高于80%时的拟合效果存在较大的相对偏差。 20%~80%范围获得拟合效果优良的线性拟合方程: A=1.40-0.014m%(R2=0.999 3)。 并通过购置的部分市售散装白酒和品牌瓶装白酒检验了该方法的可靠性, 本方法对品牌瓶装白酒的检测与瓶身标记的酒精度的相对偏差较小, 符合吸收光谱的允许误差范围, 而对部分散装白酒的检测结果与其标注的酒精度相差较大, 鉴于散装白酒在品质控制方面弱于品牌瓶装白酒, 在一定程度上说明本方法在检测白酒酒精度方面具有较好的准确度, 且具有方便、 快速、 无需辅助试剂、 线性范围宽的优点, 可作为一种快速分析白酒酒精度的测试手段。
近红外光谱 光程 酒精度 Near-infrared spectrum Optical path Alcohol content
1 西安电子科技大学物理与光学工程学院, 陕西 西安 710071
2 西安电子科技大学智能传感交叉研究中心, 陕西 西安 710071
随着拉曼光谱技术的快速发展, 尤其是便携式拉曼光谱仪的普及, 拉曼光谱在食品安全快速分析领域显得极为重要。 目前拉曼光谱用于白酒质量的定量分析还较少。 因为在不同乙醇浓度下, 乙醇水溶液微观结构不同, 所以其拉曼光谱会有区别。 提出一种绝对拉曼差谱分析新方法来定量分析这些光谱区别, 并用于定量获取乙醇的浓度。 把拉曼光谱进行强度归一化, 然后把待测样品的光谱减去纯乙醇的光谱, 再取绝对值就获得了绝对拉曼差谱。 绝对拉曼差谱的强度和浓度有很好的相关性。 利用这种关联测量了一系列瓶装白酒的乙醇含量。 测量值与白酒标识的度数吻合得非常好, 这也证明了绝对拉曼差谱的可靠性。 基于该方法, 系统地测量了西安市一系列散酒的拉曼光谱。 绝对拉曼差谱分析显示散酒的乙醇浓度普遍比其标识值偏低几度, 这也凸显了散装白酒需要加强监管。 实验证明利用绝对拉曼差谱技术可为白酒乙醇浓度测量提供一种快速检测方法。
拉曼光谱 差谱 酒精度 白酒 Raman spectra Difference spectra Alcohol degree Chinese liquor 光谱学与光谱分析
2020, 40(7): 2143
中国农业大学食品科学与营养工程学院, 国家果蔬加工工程技术研究中心, 北京100083
采用近红外光谱和电子鼻对葡萄酒的酒精发酵过程进行了动态采样检测, 通过主成分回归和偏最小二乘回归对酒精度变化进行了监控和预测研究。 分别建立了近红外光谱、 电子鼻以及二者融合数据对酒精度定量分析的主成分回归和偏最小二乘回归模型。 结果表明, 近红外光谱数据和电子鼻数据的主成分回归和偏最小二乘回归模型的相关系数（r）均大于0.99, 但校正均方根误差（RMSEC）和预测均方根误差（RMSEP）较大。 近红外光谱和电子鼻数据融合后, 模型质量得到提高, 建立的偏最小二乘模型r为0.999 2, RMSEC和RMSEP分别降低为0.206%和0.205%(v/v), 定量精度较高。 近红外光谱和电子鼻均适用于红酒发酵过程中对酒精度的定量分析, 且二者结合应用能提高定量精度。
葡萄酒 酒精度 近红外光谱 电子鼻 Red wine Alcohol content NIR spectroscopy Electronic nose 光谱学与光谱分析
2012, 32(11): 2997
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
2 浙江科技学院信息与电子工程学院，杭州 310023
3 浙江科技学院自动化与电气工程学院，杭州 310023
4 浙江科技学院生物与化学工程学院，杭州 310023
本文以黄酒近红外透射光谱为研究对象，探讨光谱预处理方法对黄酒酒精度快速定量检测模型的影响，对比分析了采用平滑、一阶导数、二阶导数、多元散射校正、标准正态变换结合去势等五种传统方法和小波变换、傅里叶变换、正交信号校正等三种新方法预处理后光谱的偏最小二乘建模效果。结果表明，正交信号校正处理后，模型交叉验证R 和RMSECV 分别为0.998 和0.135 7，优于其他预处理方法。具有降噪性能的算法预处理性能要优于具有锐化性能的算法，说明了光谱中的随机噪声是影响建模精度的主要因素。研究结果为建立稳健的黄酒酒精度近红外快速检测模型提供了有效的预处理方法，对黄酒品质在线快速检测具有参考价值。
近红外光谱 预处理算法 黄酒 酒精度 正交信号校正 near infrared spectroscopy spectral pretreatment rice wine alcohol orthogonal signal correction
1 中国计量学院 计量测试工程学院，杭州 310018
2 浙江科技学院 自动化电气工程学院，杭州 310023
3 国家黄酒产品质量监督检验中心，浙江 绍兴 312071
本文利用近红外(NIR)透射光谱分析技术结合连续投影算法(SPA)建立了黄酒中酒精度、酸度定量检测模型。为考察不同类黄酒对模型精度的影响，对比研究了干型、半干型黄酒样品的分类及混合偏最小二乘法(PLS)模型，确定了黄酒中酒精度和酸度的最佳建模方式。应用SPA 对样品近红外全波段(800~2 500 nm)进行优化，建立的SPA-PLS 模型效果优于全波段PLS 模型。干黄酒酒精度、半干黄酒酒精度和两类黄酒酸度SPA-PLS 模型的R 分别为0.983、0.993 和0.943，RMSECV 分别为0.174、0.189 和0.258。结果表明，分类建模显著提高了黄酒酒精度模型检测精度，混合建模能改善酸度模型精度；应用SPA 对模型优化，简化了模型且提高了模型精度及稳健性。研究结果为建立稳健的黄酒品质近红外检测应用模型提供了有效方法，对黄酒品质在线检测模型的研究具有参考价值。
近红外光谱 连续投影算法 黄酒酒精度 黄酒酸度 分类模型 near-infrared spectroscopy (NIRS) successive projection algorithm (SPA) Chinese rice wine alcohol Chinese rice wine acid classification model
